基于大功率拖拉机设计了一种新型的高传动效率和大变速范围的液压机械无级变速器(HMCVT),采用基于惩罚函数的遗传算法,对变速器的传动系统参数进行优化设计。通过Matlab软件对液压机械无级变速器的无级变速特性、转矩特性、功率分流比特性进行仿真分析,验证所设计的传动参数的合理性。此外,通过啮合功率法对系统总传动效率进行计算,进一步验证所设计的传动参数的合理性。结果表明该液压机械无级变速器方案能够满足大功率拖拉机无级变速调速特性,且各区段有较大范围的速度区间和较高的传动效率,变速器各工作段的传动效率都能达到80%以上。

电控液压助力转向系统(EHPS)具有随速可变的助力特性。在深入了解某型号EHPS助力转向器基本结构、设计尺寸的基础上,对其工作原理进行详细分析;同时,建立了该EHPS的数学模型,推导出了该助力转向器的助力与转阀的设计参数之间的理论公式;通过仿真计算,得出其理论助力特性曲线,为新的助力转向装置的设计和匹配提供了依据。

在Matlab/Simulink中建立了魔术公式轮胎模型、七自由度车辆模型和车辆参考模型,以汽车横摆角速度为控制变量,采用模糊控制算法建立了控制系统,结合在AMESim中建立的四通道液压制动模型,通过接口连接建立汽车ESP联合仿真模型。在典型工况下对其控制效果进行仿真分析。结果表明,ESP可以对汽车进行较好的控制,提高汽车的稳定性和安全性。

为研究液压控制系统的工作过程及与整车的匹配,基于AMEsim/Matlab联合仿真技术,在AMEsim中建立了ESP液压系统模型,对其进行动态特性分析,将液压系统模型与Mat-lab中建立的整车模型及控制器连接建立了联合仿真模型,对其控制效果进行联合仿真。结果表明通过对液压系统参数的合理匹配,ESP可以对汽车进行较好的控制,提高汽车的操纵稳定性。

利用Pro/Engineer建立ABS液压调节器的三维模型,通过接口软件Mechanism/Pro将模型导入到Adams中,应用Matlab/Simulink建立了ABS系统的控制模型,进行了ABS系统控制车轮制动过程的联合仿真。输出的仿真结果表明,制动效果理想,未出现抱死情况。

对一种液压悬架进行了动力学建模,并构建了控制执行机构的控制量与车辆实时状况之间的关系。根据最优控制理论,设计了液压主动悬架二次型最优(LQR)控制器,分析了系统在随机激励条件下的时域响应和频域响应。仿真结果表明与被动悬架相比,最优控制的液压主动悬架在低频共振区能有效控制车身垂直加速度、悬架动扰度和轮胎动载荷。

多重分形去趋势波动分析(MF-DFA)能够有效地揭示隐藏在非线性和非平稳振动信号中的多重分形特征,而液压阀磨损产生的泄露故障信号往往具有非线性、非平稳,且不同严重程度故障信号特征难以辨识,MF-DFA扩展了液压阀的特征提取及故障诊断方法。然而MFDFA去趋势多项式阶数选取的不恰当往往会出现欠拟合或过拟合现象从而产生新的波动误差。为此,提出了一种改进MF-DFA方法实现故障特征提取。通过建立低阶多项式信号轮廓去趋势拟合曲线和不同时间尺度固有模态函数(IMF)之间的相关性,选取最优的IMF模态分量的累计和将其作为信号轮廓的趋势项,进而提取分型谱参数特征。最后,通过随机森林分类器进行故障模式识别。实验结果证实了所提出的方法在电液换向阀内泄漏故障诊断中的有效性。

管件的椭圆度对于焊接质量和效率有着巨大影响,并且影响管件的残余应力分布,进而影响使用寿命。因此,需要设计一种体积小巧、适用于一定尺寸范围的集成式管内校圆机构,故提出一种管内液压校圆机构。为了提高管内液压校圆系统的控制精度,采用遗传算法优化模糊PID的控制方法。由于在校圆过程中需要多缸同时运动,采用误差补偿多缸同步控制方法。仿真结果表明:优化后模糊PID控制器相比于传统PID及普通模糊PID控制方法响应速度更快,超调量更小,更加精准快速地控制滚轮的位置,误差控制在0.1%~0.2%。多缸同步控制响应速度快,控制精准,能够实现对管道的精准校圆。这种模糊PID液压校圆机构提高了校圆质量,为管内校圆机构设计提供新思路。

针对液压机械传动装置(HMT)模式切换时易出现动力中断、冲击度大且切换前后稳定输出转速不一致等问题,提出了一种排量预测及转矩协调控制的模式切换方法。该方法通过建立HMT模式切换数学模型,基于二次型最优控制理论,对切换过程离合器转矩进行了协调控制;根据模式切换前后液压调速系统流量平衡方程,建立了基于所处工况信息(输入转速、负载转矩)的排量预测模型,通过控制变量液压泵排量阶跃调节至预测值,实现了模式切换前后稳定输出转速的基本一致。仿真结果表明:与传统方法相比,该方法可使HMT模式切换过程最大输出转矩损失系数降低29.85%、切换时间减少17.82%、切换冲击度控制在合理范围内,同时,排量调节有效减小了切换前后稳定输出转速的误差,模式切换品质得到明显提高。

通过建立柱塞偶件的力学模型,应用缝隙流动理论对柱塞泵偶件在有无侧向力及3种不同配合间隙(0.025mm、0.03mm、0.05mm)的条件下,进行了泄漏量的计算。同时,使用HyPneu仿真软件建立了泄漏测试仿真模型,进行泄漏量的仿真计算。试验测试结果表明:仿真计算与理论计算吻合度为99.5%。根据仿真结果改进后的A10V泵性能优良,泄漏量减少,使用寿命明显提高,效率略高于同类进口产品。