针对下肢外骨骼预定轨迹的控制问题,在构建了二自由度机械腿的运动学和动力学模型的基础上,提出了一种非对称液压缸负载力、伸缩量与外骨骼转动扭矩、运动角度的转化关系,采用反步法控制下肢外骨骼系统的运动轨迹。首先,采用D-H法建立了二自由度下肢外骨骼系统的运动学模型,研究了外骨骼末端执行器关节速度的变化关系,并利用拉格朗日动力学方程推导了外骨骼动力学的数学模型;然后,使用了液压缸负载力控制为机械腿运动提供了相应的扭矩,进而控制了下肢外骨骼的运动姿态;其次,针对下肢外骨骼运动时的高精度要求,利用反步法控制理论,建立了阀控非对称缸系统,结合下肢外骨骼动力学系统整体的状态空间方程,利用下肢外骨骼液压伺服系统控制了下肢外骨骼进行预定轨迹运动;最后,对AMESim软件与Visual Studio软件进行了联合仿真,对比分析了PID...

阻尼孔广泛用于各种液压机械系统,其孔径通常在0.3 mm到2 mm之间,这种微小流道的流动不同于常规管道,壁面粗糙度对其流动特性有重要的影响。针对这一问题,以安装在液压电磁换向阀中的阻尼孔为研究对象,采用均值孔隙介质层(PML)模拟了阻尼孔的壁面粗糙度。首先,建立了阻尼孔的物理模型,使用ICEM CFD软件对模型进行了网格划分;然后,构建了流体控制方程以及PML动量方程,求解出了黏性阻力系数和惯性阻力系数;最后,采用了流体仿真软件Fluent,分析了壁面粗糙度对阻尼孔流体流动特性、流体完全发展距离长度以及流体温升的影响。研究结果表明仿真所得阻力特性与文献中实验所得阻力特性结果一样,采用PML表征壁面粗糙度的方法可行;由于壁面粗糙度,阻尼孔中的流体受到的阻力增大,导致从阻尼孔入口至出口压降增加了2.25%;相同边界条件下,含PML的阻尼孔比...

本文介绍了活塞式液压油缸的设计原理以及计算机辅助设计系统。

本文介绍了一种新型2D数字换向阀,该阀运用伺服螺旋机构的原理设计,采用数字控制的方式工作;实验证明,该阀具有结构简单、频响高、线性度好、重复精度以及可靠性高等优点.

重型起重机液压起升系统在吊装过程中存在双马达同步误差问题,为保证吊装作业安全,对起重机液压起升系统的双马达同步控制策略进行了研究。首先,分析了起重机起升系统主要元件的动态特性,确定了起升系统控制参数指标;然后,通过引入存储向量的方法,对粒子群算法的更新策略进行了改进,解决了其“过早熟”的问题,再利用得到的改进粒子群算法优化了模糊PID控制器的参数,解决了PID参数无法在线整定的问题;最后,为了提高起升系统的同步控制精度,在交叉耦合控制的基础上,将所提出的控制策略用于起重机双马达起升过程,并以吊钩倾角、马达出口压力为控制指标进行了仿真和试验。研究结果表明:改进粒子群模糊PID控制策略能有效控制双马达的同步精度,抗干扰能力强;与采用的其它算法相比,采用改进粒子群算法策略的控制精度提高了60%左右;该研究...

增量式电动阀门执行器的转角增量与控制脉冲时间长度存在的非线性问题,难以满足终端的执行定位精度指标,针对这一问题,对阀门转角与时间的关系进行了研究,开发了能够实现定位补偿的阀门控制系统。首先,对增量式电动阀门驱动原理进行了分析,建立了MATLAB仿真模型;然后,开发了阀门定位精度测试装置,采用高精度光电编码器精确测量了电动阀门执行器的实际转角,通过实验得出了转角与控制信号时间长度的关系,并拟合出了开度增量与控制脉冲时间长度的函数表达式;通过改变控制信号脉冲时间长度的方式,提出了一种能够实现定位补偿的阀门控制策略;最后,搭建了实验平台,对仿真结果进行了验证,并开发了能够实现定位补偿的阀门控制系统。研究结果表明:当控制脉冲时间长度小于1 s时,补偿后的转角误差率由原来的53%降低到24%,定位精度提高2倍以上;该...

轴向柱塞泵柱塞腔在吸排油区的高低压转换过程中会产生配流冲击,从而引发柱塞泵产生振动以及噪声,为了减小某型斜盘式轴向柱塞泵配流副的配流冲击,建立了考虑摩擦副泄漏影响的柱塞腔油液压力变化的数学模型与AMESim仿真模型,研究了不同配流结构对柱塞泵配流冲击的影响。首先,基于对目标泵的运动学分析,建立了柱塞泵配流冲击的数学模型;然后,基于建立的数学模型,利用Python软件分析了油液的可压缩性、配流盘错配角、过渡角以及减振孔结构尺寸对于柱塞腔油液压力波动的影响关系,提出了针对目标泵的优化方案;最后,基于AMESim软件的子模型二次开发功能,搭建了目标泵的仿真模型,对理论计算得出的优化方案进行了仿真分析与验证。研究结果表明:通过调整配流盘的过渡角以及减振孔等结构的尺寸,可以有效减小柱塞泵在运行过程中的配流冲击,在...

比例阀控制的柱塞缸系统存在PID参数手动整定繁琐的问题,为了解决四配流轴向柱塞马达变量机构的控制参数整定问题,提出了一种基于粒子群算法(PSO)的并行协同设计方法。首先,采用了伺服比例阀和与斜盘固定连接的角位移传感器组成的PID闭环,对四配流轴向柱塞马达斜盘倾角进行了控制,改变了四配流轴向柱塞马达的输出轴转速;然后,采用Simulation X,搭建了变排量四配流轴向柱塞马达和阀控变量机构的模型;最后,提出了一种脱离液压仿真软件平台的基于粒子群算法的并行协同设计方法,解决了四配流轴向柱塞马达变量机构控制参数整定问题,并将其用于PID参数自动寻优整定,以减少控制系统跟踪误差。研究结果表明:与未经优化控制参数的系统相比,优化控制参数后,马达斜盘摆角的超调量减少了21%,柱塞腔内部的压力峰值降低3.4 MPa,马达转速平稳;该结果可为后...

为了分析插装阀压力飞升速率的影响因素,采用某型二通插装阀,结合数学与仿真模型分析相应的影响因素,使用AMESim对二通插装阀系统进行了仿真,并进行了相应的实验研究。首先,对插装阀的主要结构进行了分析,对插装阀压力飞升的相关标准进行了阐述,对插装阀的受力进行了分析;然后,对插装阀压力飞升的相关因素分别进行了分析,采用AMESim仿真软件建立了插装阀模型,分别分析了先导阀换向时间、管道长度、阻尼孔直径与代替、压力等级、流量等级对压力飞升速率的影响;最后,根据上述仿真结果,选用某型二通插装阀分别进行了瞬态实验,对插装阀的飞升要求进行了验证。研究结果表明:先导阀的换向时间对飞升速率有一定影响,随着换向时间变长,压力飞升速率呈现降速加快的趋势;管道长度对飞升速率也有一定影响,随着管道长度增加,压力飞升速率出现下...

阀的参数匹配是否合适、结构是否合理,决定着所设计的比例减压阀是否能达到所需的性能要求。针对高压降比例减压阀在设计过程中的参数选择及结构优化等问题,对阀的基本性能、阶跃特性、电流压力特性及内部流动特性进行了研究。首先,通过理论计算,初步得到了阀的阀口遮盖量和极限工况时的开口量;基于阶跃特性对阻尼孔直径、弹簧刚度进行了选择,并得到了比例减压阀理论阶跃特性曲线与电流压力特性曲线;然后,对阀极限工况时的状态进行了分析,并对阀的结构进行了优化;最后,为精确显示阀的输入电流信号及输出压力波动,并检测其阶跃特性及电流压力特性,搭建了一套测试系统,对优化后的比例减压阀进行了测试检验。研究结果表明:在阻尼孔为2 mm、弹簧刚度为25 N/mm时,该减压阀有良好的阶跃特性及电流压力特性;合理增大阀体沉割槽直径,并在...