针对某型军用折叠桥梁机构手动控制精度差等不足,进行桥梁运动轨迹规划及优化仿真研究,使得桥梁实现自动精准的架设控制作业。首先基于折叠桥梁作业特性分析,确定桥梁运动轨迹,建立桥梁运动学模型与油缸伸长量-关节转角关系模型,通过轨迹特性分析,将轨迹控制转换为油缸行程协同控制。由于油缸行程关系曲线存在跳跃突变阶段,会导致自动控制过程产生冲击,利用函数插值算法进行优化处理,结合桥梁轨迹规划控制系统得到桥梁优化轨迹,仿真研究表明优化轨迹满足防碰撞安全要求,并增加了平滑性,进一步提高了桥梁架设作业速度与安全性。

关于导弹起竖优化控制问题,对导弹起竖过程的最优时间轨迹规划问题进行研究,提高导弹起竖过程的快速性和平稳性。由于多级液压缸换级碰撞带来的液压冲击引起系统振动,提出采用分级规划的策略。在对每一级进行轨迹规划时,为保证起竖过程的平稳性,在综合考虑装备实际中的液压系统压力、流量及导弹横向过载约束的基础上,根据五次多项式和非对称组合正弦函数的两种最优时间轨迹规划方法,建立了相应的最优时间轨迹规划模型进行求解。对含二级液压缸的大型导弹起竖过程最优时间轨迹规划仿真算例验证了改进的分级规划策略和最优时间轨迹规划方法的有效性。

针对航空柱塞泵全工况下生热温升等问题,通过泄漏分析和机械损失分析等给出了热力学建模方法与生热原因分析。首先建立燃油柱塞泵三维模型和动力学模型,进而采用液压平衡油温方法建立考虑泄漏和增压的热力模型,并且建立考虑机械损失方面的动力学热力模型。通过试验与仿真对比表明,试验数据与仿真结果误差不大于1%,且泵后压力脉动在2MPa范围内,符合柱塞泵实际情况,该模型能够实现燃油柱塞泵生热机理研究。最后进行柱塞泵生热机理分析,表明泄漏生热和增压生热不会引起航空燃油柱塞泵异常发热,主要通过机械损失引起,且机械功率损失越大,柱塞泵壳体和转动部件温度越高。

柱塞泵内部流动特征复杂,传统柱塞泵设计计算方法难以预测复杂流动引起的脉动与振动.开展了基于多块结构化网格的柱塞泵流动特性数值计算方法研究,根据柱塞泵流动特点完成了针对柱塞泵的多块结构化网格划分,分别通过滑移网格和动网格技术处理缸体与配流盘之间的相对滑动以及模拟柱塞的运动,采用UDF编程的方式定义了各个柱塞动边界网格的运动规律.通过数值计算结果与理论计算的对比分析,验证了数值计算方法的有效性和可靠性,并对柱塞泵内部流场特征的动态变化进行了分析.上述计算方法可用于柱塞泵脉动分析、柱塞腔的压力冲击分析、流道的优化设计等研究.

现有的轴向柱塞泵流动特性自动检测方法不能满足用户对流动特性检测准确率、漏检率的要求。为了满足用户的需求提出了一种基于多尺度角点的柱塞泵流动特性自动检测方法,利用求解油液体积弹性的方式获取单柱塞油液特性方程,通过该特性方程完成对单柱塞腔内的流动特性模型的创建,由于实际的柱塞泵有多个柱塞,所以在柱塞泵整体模型中需要利用配流盘过流面积变化引起的节流效果完成配流,控制整个柱塞泵的高低压流量变化。通过创建的柱塞泵整体模型获取轴向柱塞泵角点特性,利用马氏距离获取初始的匹配特性点对集合,根据方差检验找出偏差匹配点对,反复执行这个步骤,直至匹配点对数不再减少,完成对轴向柱塞泵流动特性的多尺度自动检测。实验结果证明,所提方法能够快速、准确的完成对轴向柱塞泵流动特性的检测,并且漏检率要比当前采...

针对高压轴向柱塞泵工作过程中存在的空化现象,结合柱塞泵配流盘吸油腰形孔内过流液体流线方向提出配流盘抗空化结构,通过解析法分析了配流盘抗空化结构对柱塞泵性能的影响;借助Pumplinx仿真平台,对柱塞泵工作过程中配流盘吸油腰形孔内气体体积分数的变化规律进行数值分析;通过Kriging插值模型预测仿真数据的邻近未知参数,并用杂交粒子迭代优化算法得到最优抗空化结构。研究结果表明,轴截面为敞口形配流盘吸油腰形孔可以减小柱塞泵内空化气体体积分数约2%,其最优结构参数特征为:沿柱塞泵旋转轴轴向偏转75.7°和顺流偏转8.2°。

当前的汽车转向机电制动稳定性控制方法无法识别车辆转向载荷,导致制动控制效果不理想。为解决上述问题,提出新的基于载荷识别的汽车转向机电制动稳定性控制方法。构建汽车转向机电制动载荷识别模型,通过模型极值的求解,实现其载荷识别。设计汽车转向机电制动稳定性控制器,完成汽车转向机电制动的稳定性控制。利用MATLAB软件对实验汽车转向机电制动系统构建动力学仿真模型,设计仿真测试实验。测试结果表明,上述方法在实验汽车初始制动时汽车滑移率平均仅为5.436%;在实验汽车制动主缸压力不断增加时,汽车滑移率平均仅为8.316%,表现出良好的防滑移性能,实现了汽车转向机电制动的稳定性控制。

执行机构是完成飞行控制指令的核心部件,对飞行任务的成败起着举足轻重的作用。现有的研究工作,一方面是在简化执行机构的情况下,设计飞行控制算法;另一方面是在给定性能指标的情况下,设计执行机构,对执行机构与飞行控制系统的耦合关系,考虑不足。针对上述情况,选取能量特性和平稳特性为指标,研究执行机构对飞行控制系统的影响,首先建立两种典型执行机构(液压作动器和电动静液作动器)的模型,接着将其嵌入至飞行控制系统,并设计仿真工况进行分析与验证。结果表明,相比于液压作动器,电动静液作动器在能量特性方面,具有显著的优势,但是在动态特性方面,存在一定的差距。

常规的高精度控制策略很难量化地计入时变非线性、大范围变化的负载惯量,而特定场合下负载惯量大范围非线性变化对伺服系统精度的影响是不容忽视的。为此使用正则化径向基神经网络对负载惯量的变化进行预测,并在此基础上设计了大型中子衍射运动平台伺服控制系统的高精度控制策略。所设计的径向基神经网络不仅能够较好地预测负载惯量,便利地将惯量变化映射到控制策略,而且基于惯量预测控制策略的高精度控制系统是全局渐进稳定的。对考虑负载惯量变化的大型中子衍射平台的高精控制系统,在MATLAB里进行了建模仿真检验,仿真结果表明,运用所设计控制策略的高精控制系统很好地抑制了非线性负载惯量的影响,提高了运动平台在速度跟踪、位置跟踪方面的精度。

针对当前盾构液压系统故障诊断效率低、诊断精度不高等问题，提出主元分析和支持向量机相结合的故障诊断方法。首先，基于主元分析对特征参数进行降维，去掉其中的冗余信息，解除特征间的相关性；然后，将经过主元分析提取到的各类状态下的主元作为支持向量机的输入样本集进行训练，在训练过程中，利用粒子群算法对分类器模型参数进行了优化；最后以盾构管片拼装机液压系统为对象进行了仿真分析。仿真结果表明该方法的诊断准确率能够达到93．1％，具有良好的工程应用价值。