液压滑阀阀芯节流槽结构对阀芯受力变形和内流场分布有着直接影响,以4WE6E型号换向阀为研究对象,为提高换向阀的动静态性能,在传统滑阀阀芯节流槽结构上,提出一种新型组合槽结构。对不同阀芯结构使用Fluent软件及Workbench平台,进行内流场仿真及流固耦合仿真研究;进而对不同结构阀芯工作时的流场和阀芯受力变形作量化分析与研究,具体研究阀内流场的流速和压力以及阀芯表面压力分布等情况。研究结果表明:滑阀阀芯采用新型组合槽结构之后,能明显改善其内部的流场分布、有效减小了阀芯变形,从而提高换向阀的动静态性能。

为了实现电液伺服机构驱动速度自动调节,抑制和消除扰动的影响,利用测速电机和电位器作为反馈元件,油缸作为驱动执行元件,PID为核心及相应的信号处理等电路构成观测器重构状态反馈控制元件,构成了等价闭环控制系统,给出了油缸和伺服机构驱动原理及观测器重构状态反馈系统的设计方法和实验过程.经实验证明,本系统能够得到往复直线运动速度自动调节,实现了双杆活塞液压缸对称相等的驱动速度,具有快速抑制和消除系统扰动作用的功效.

针对液压泵新产品性能进行全面试验的要求，给出了２．５ＭＰａ液压泵型式试验台的主要技术规格和液压系统的工作要求，设计了液压系统原理图，选择了主要液压测试元件，并进行了系统管路计算和液压系统的压力损失验算。该试验台可用于新产品质量鉴定，也可作为工厂自身或质量鉴督单位定期考核检查的重要设备。

针对圆柱滚子尺寸测量过程中缺少滚子推送过程动力学分析的问题,根据圆柱滚子推送过程的工作原理建立圆柱滚子推送模型,对圆柱滚子推送模型进行了动力学分析,得到圆柱滚子达到匀速滚动所需时间的计算方程,找到影响滚子达到匀速滚动状态所需时间的影响因素。确定圆柱滚子的规格型号,对圆柱滚子推送过程进行动力学仿真,验证圆柱滚子推送过程动力学分析的合理性,了解圆柱滚子推送过程的运动规律。研究结果可用于圆柱滚子推送系统的参数化设计,为以圆柱滚子为代表的柱类工件推送系统设计提供理论参考。

针对液压四足机器人的跳跃步态控制问题,依据弹簧负载倒立摆(spring-loaded inverted pendulum,SLIP)模型理论对四足机器人跳跃过程进行分析,采用解耦的控制思想,将运动控制分为水平运动控制、竖直运动控制和机身姿态控制,通过在腾空相对触地角的调整实现水平方向上速度的控制,在触地相进行能量补偿与机身俯仰姿态调整,完成对跳跃步态的控制,并在仿真软件中建立虚拟样机进行仿真分析,得出跳跃运动过程中的运动速度、跳跃高度和足端弹簧所受力的大小。最后在液压四足机器人平台上进行验证,证明了该方法可以实现四足机器人稳定的周期跳跃运动。

非对称缸五阶电液伺服系统是一类典型高阶非线性、时变、增益不对称系统,由于动态特性随负载变化大,使用常规PID控制很难满足性能指标的要求,而采用BPNN原理设计成的常规单神经元PID控制器又因学习速率低,收敛速度慢,控制效果不能令人满意.经研制采用20-SIM仿真工具建立仿真模型,设计了一种改良的单神经元PID控制器,其控制的仿真结果表明,该控制器适合于此系统.

针对液压四足机器人作动器能耗较大问题,分析液压四足机器人各关节驱动力在摆动相和支撑相特点,提出变供油压力作动器作为液压机器人关节驱动方案,给出变供油压力作动器的构成、工作原理及参数设置方法,应用增益切换方法实现变供油压力作动器控制.此变供油压力作动器具有结构简单、控制方便、节能效果显著、便于应用到其他载荷变化较大的场合.采用MATLAB、AMESim联合仿真平台进行所提方案验证,仿真结果表明,变供油压力作动器与固定供油压力作动器具有相同性能,且能够实现系统节能,最后通过机器人单腿测试平台验证了所建仿真模型的正确性.

针对海底管道连接器专用测试平台进行了液压系统的联合仿真.根据液压原理图和控制方框图使用AMEsim软件对液压控制系统进行模拟,通过仿真结果分析液压缸运动的同步性和活塞杆受力情况,以及系统保压时活塞杆作用力的变化情况.通过模拟得到液压缸在运动和加载情况下误差能够保证在3%范围内,多只液压缸同时动作时能够保证很好的稳定性,在扭矩加载时两只液压缸达到最大位移和加载力相差0.8 s,误差为2.8%〈3%,满足试验需求,试验台液压系统具有良好的性能.

利用液压技术实现车辆惯性能量的回收与再利用．以城市公交汽车为研究对象，根据其运行特点及动力特性拟定液压系统的基础设计参数，在综合分析了成本与效益，动力性与安全性等多方面因素的前提下，设计了以气囊式蓄能器及泵／马达一体部件应用为典型特征的惯性能量液压转换系统，实验证明该系统具有结构紧凑、反应迅速、节油效果显著的特点．

针对液压四足机器人电液伺服作动器存在的位置跟踪精度较差问题,提出一种重复控制策略来实现位置跟踪控制。根据液压四足机器人的电液伺服系统各个驱动单元的数学模型,得到简化后的液压位置驱动单元的传递函数。设计了重复控制补偿PID控制器,采用Matlab和AMEsim软件进行联合仿真,进行各个模块的参数设置,得到了的电液伺服系统的位置跟踪曲线。并通过液压四足机器人实验平台进行实验验证控制器的有效性。研究表明,重复控制器可以有效的利用电液伺服作动器的重复运行信息,经过一定误差纠正后,幅值实现完全跟踪,相位滞后减小,验证了重复控制补偿PID的有效性。