针对煤矿井下液压支架工况复杂,高度检测和控制难度较大等问题,提出一种巷道环境下液压支架高度非接触式测量方法。该方法采用基于双边滤波的单尺度Retinex图像增强算法得到增强图像,再对增强图像进行边缘检测、PPHT处理,求解出液压支架结构件的真实角度,间接测量出液压支架高度。实验结果表明,该液压支架高度测量方法可有效地煤矿井下视频图像中进行测高,且误差小于2 mm。

针对电液伺服闭环控制过程中,设定信号不断发生变化,电液阀门位置定位精确度较低的难题。采用AT-mega16L作为核心控制器,并配有高精度A/D、D/A转换器,通过对阀门开度控制信号和位置反馈信号进行采集、转换、计算和比较,发出控制信号决定并执行换向阀的换向、交流伺服电动机的起停运转,推动液压缸推杆的伸缩,进而对阀门转角大小、开度百分比进行精确定位。

电磁阀的驱动信号通常是开关量(高电平阀门开通、低电平关断),比例阀的驱动信号通常是脉宽调制(PWM),驱动电流一般在3 A甚至更大。文中设计一种基于数字信号处理器(DSP)TMS320F28335的电磁阀、比例阀驱动系统,创新地设计使用隔离电源模块替代半桥驱动芯片自举电容的方式,实现电磁阀、比例阀驱动接口复用,即一个接口既可以输出开关量信号,也可以输出PWM信号。所设计系统可以驱动多路电磁阀或比例阀,以4路输出驱动接口为例,设计一种基于互锁电路的每一支路硬件过流保护,各支路经过并入串出移位器将其过流状态输入给DSP。试验结果表明,系统不仅占用接口资源少,而且占用片上资源少,具有可靠性和稳定性高等特点,对于片上资源紧缺的项目具有较高的实用价值。

汽车发动机实验课程是提高学生专业实践能力的重要环节,但在传统实验教学台架搭建过程中存在“耗时、耗能、耗力”的问题,并且受实验场地和成本的限制,学生开展实验的自由度和参与度较低,针对以上问题搭建了汽车发动机虚拟仿真实验教学平台。平台以CA4DD柴油机为建模对象,在对其结构分析的基础上利用CRUISE-M软件完成了发动机进排气子系统、EGR子系统等以及整机的模型搭建、参数输入与模型校核,以柴油机燃烧参数调整特性虚拟仿真实验为例,设计实验流程,展示了平台的实际应用。学生可以根据搭建的CA4DD一维性能仿真模型在课堂教学演示和自学之后,利用CRUISE-M的在线和离线仿真方法,实现传统实验教学平台的升级,扩充现有的实验项目。平台丰富了实验内容,弥补了当前发动机专业实践教学的缺陷,拓宽了学生的知识领域,提升了学生的学习兴趣和...

集成式电液制动系统研发成功后需对其进行耐久性能测试,针对这一问题,基于CAN通信设计了一套集成式电液制动系统的四工位高低温耐久测试设备。加载机构用于模拟实车踩踏板过程,由小位移高速度的伺服直线电缸进行驱动;管路系统通过真空和正压等多重注油方式可以充分排出管路内部气泡,确保测试数据的可靠性;负载机构根据需求可以通过手动球阀在实车卡钳负载和钢瓶负载之间切换;数据采集与控制系统基于数据采集卡和工控机设计,可对电磁阀进行控制和监控以及传感器数据的实时采集,通过CAN通信向被测产品电子控制单元(ECU)发送对应的控制报文,可驱动产品进行常规制动和防抱死制动系统(ABS)等工况运行。多次测试结果表明,该耐久测试系统稳定可靠,各个工况测试时能快速按照控制报文进行升降压,液压曲线良好,满足汽车厂商对集成式电液制动...

调距桨属于舰船推进装置,其液压系统用于改变桨叶的螺距角度,使舰船在航行时可以灵活地改变航速、航向。为了解决调距桨达到指定信号时,超调量过大、响应时间过长的问题,对调距桨液压系统进行抽象建立数学模型,采取模型预测控制(MPC)的算法,对系统输出结果和跟踪信号进行分析,实时滚动优化控制器参数,最终设计出基于模型预测的调距桨控制器。在Matlab/Simulink环境下根据调距桨的实际运行工况,选择跟踪信号和阶跃信号两种情形下对MPC和PID控制器进行对比仿真实验。结果表明,MPC比PID控制器具有更好的准确性和响应速度,累积误差明显小于PID控制器。该控制器能够使调距桨快速达到预期响应,航行的及时性得到保证,可满足调距桨控制系统应用要求。

为提高集成式电子液压制动系统(EHB)中应用层软件设计的清晰度和效率,文中提出以模型开发的方式对集成式电子液压制动系统进行应用层软件设计。首先对EHB系统进行数据预处理和前期系统故障诊断;然后对驾驶员意图进行判别,通过解析驾驶员输入的踏板行程,计算主缸目标液压力。主缸液压力控制采用抗积分饱和PID控制算法,该模块输出目标扭矩,再将目标扭矩输入电机控制模块。永磁同步电机控制模块采用双闭环加最大扭矩电流比控制算法(MTPA),从而实现各模块算法的应用层软件设计。通过Matlab/Simulink中的分立模块与Stateflow模块生成主控芯片可执行的C代码文件嵌入工程中,进行软件集成并烧入控制器。最后搭建电机台架和EHB台架观测电机q轴电流和液压力开环、闭环响应,验证基于模型开发的EHB系统应用层软件设计的可行性。

针对煤矿井下综采工作面空间狭小、液压支架的传感器数量众多、布线以及维修困难等问题,文中设计一种基于ZigBee与5G无线通信技术的液压支架无线传感器网络系统。首先介绍无线传感器与无线收发器的硬件与软件设计,并研究了ZigBee与5G通信传输数据的方式。然后制作集成液压支架传感器数据的中央控制系统,融合一种适用于液压支架无线传感器网络的分簇式DFD节点故障诊断算法。最后进行测试实验,实验结果表明,文中的无线传感器网络能够将采集的液压支架无线传感器数据传输至无线收发器,通过工作面5G基站传输至井下中央控制系统,再通过支架间电缆传输至支架控制器,满足液压支架对无线传感器网络的高精度、高稳定性和低能耗的要求。该研究可为煤矿井下液压支架电液控制系统无线化奠定基础。

针对钻机实际故障数据获取较难和性能退化的非线性等问题,提出一种基于RBF神经网络的钻机回转液压系统健康状态评估方法。使用AMEsim软件搭建回转液压系统仿真模型,模拟了液压泵内泄露和液压马达内泄露,采集了样本数据并提取特征量,通过主成分分析法(PCA)对特征量进行降维处理,使用K均值算法(K⁃means)和粒子群优化算法(PSO)优化RBF神经网络参数,通过训练建立RBF神经网络健康评估模型,输入PCA处理后的数据,评估模型自动输出评估结果,实现了钻机回转液压系统健康状态的智能评估。结果表明,该方法具有较高准确性和可靠性,可用于钻机回转液压系统的健康评估,并为进一步开展钻机液压系统智能故障诊断和健康评估奠定了研究基础。

针对目前液压系统油温过高导致系统保护的问题，设计了一种基于单片机的智能油温检测报警系统。详细阐述了该智能油温检测报警系统的原理。该智能油温检测报警系统以Atmel公司AT89C51型单片机为主要内核，采用铜热电阻Cu50和摩托罗拉公司MCl4433型A／D转换器为温度信号采集装置，并以7448芯片驱动LED显示，在精确测量温度的同时实现油温升高超限报警功能。