阐述液压变压器配流盘控制系统的工作原理,在此基础上建立电液伺服阀控缸与配流盘转角间的数学模型,应用PID、FLC(Fuzzy Logic Controller)和Fuzzy-PID3种控制方式对该系统控制性能进行仿真研究,对比3种控制方式的基本性能及其鲁棒性。结果表明Fuzzy-PID具有响应速度快、鲁棒性好、误差较小、抗干扰能力强等优点,可以更有效地完成液压变压器配流盘的控制。

以斜轴式液压变压器为控制对象,基于二次恒压网络技术建立了系统数学模型,在此基础上进行整个控制系统特性的分析和控制策略的研究。结合AMESim建立的负载模型,建立了液压变压器压力与流量输出控制系统仿真模型。通过对模型的仿真分析可得,所设计的控制系统具有较强的鲁棒性,对于目标信号具有良好的跟踪特性。研究结果对液压变压器的应用具有很大的实用价值。

通过对液压变压器控制直线执行机构的分析,证明了控制角位置伺服特性可以非常精准地控制液压变压器的变压比,而液压缸的性能实验证明了液压变压器负载大小的改变对于输出压力有非常大的影响,该实验结果对于液压变压器在生产中用于直线执行机构的控制具有实际操作意义。

在对斜盘柱塞式液压变压器进行受力分析的基础上,建立了斜盘柱塞式液压变压器各配流口在液压变压器控制角为零和不为零时的扭矩的数学模型,并运用Matlab进行了仿真研究,发现各配流口的扭矩是不连续的,在两个周期间过渡时存在扭矩跳动.文中还建立了扭矩跳动系数的模型,并进行了仿真,发现液压变压器的扭矩跳动系数很大,且随控制角而变化.液压变压器较高的扭矩跳动系数是液压变压器运行不平稳的原因.

设计了一种脉宽调制型液压变压器,其由泵/马达流量单元和控制阀组组成,通过控制A、B两侧高速开关阀脉宽信号的占空比实现变压功能。介绍了脉宽调制型液压变压器的工作原理,通过理论推导和数学建模验证了其原理的可行性,并利用AMESim仿真软件对脉宽调制型液压变压器的变压过程进行仿真分析。脉宽调制型液压变压器控制灵活,调压范围大,可作为恒压网络系统中的二次调节元件驱动直线负载,还可回收负载端的压力能,对提高液压系统效率具有重要意义。

在不改变原液压系统的前提下,为避免液压系统节流损失,回收压差能、制动动能和重力势能,提出了一种进出口等流量四口液压变压器。阐述了四口液压变压器的基本结构和运行原理,其配流盘上均匀分布有四个形状大小相同的腰形槽,通过调节配流盘控制角可以改变其变压比,其中A和B口等流量组合相当于液压马达,0和T口等流量组合相当于液压泵。建立了四口液压变压器的排量、转矩及变压比数学模型,通过偏导法得出负栽回路流量、回收压差和油液粘度等因素与变压比的关系,通过Matlab仿真分析得到以上因素对变压比的影响规律。理论分析和仿真结果表明,在配流盘控制角不变时,随着负栽回路流量和回收压差的增加变压比降低,而随着油液粘度的降低变压比增大。

推进系统是盾构机的重要组成部分。以应用最为广泛的φ6．3m土压平衡盾构推进系统为例，提出一种采用液压变压器的新型节能盾构液压推进系统。该系统以液压变压器作为控制元件，4组推进液压缸分别由4个相应的液压变压器控制，系统的动力源由蓄能器和补油泵共同提供。采用液压变压器的推进系统结构简单、能量利用率高，避免了传统阀控系统中存在的严重溢流截流损失。介绍系统的工作原理和设计流程，提出设计步骤和设计方法，通过较精确的计算，确定一种装机功率相对阀控方式较小的盾构推进液压系统。在拥有同样设计推进能力的情况下，与通常的阀控系统相比，液压变压器推进系统可使装机功率降低30％，体现出较大的节能优势。

为开发高效节能型挖掘机提高能量的利用率分析了现有挖掘机液压系统在节能控制方面存在的不足提出1种基于恒压网络二次调节技术的挖掘机液压系统的设计方案分析了该方案的特点.以具体挖掘机工况为例对3种不同的挖掘机液压控制系统进行能耗分析与对比结果表明基于恒压网络二次调节技术的挖掘机液压控制系统是可行的且具有较好的节能效果.

液压变压器实现了无节流损失驱动旋转负载。通过调节液压变压器的配流盘转角来控制液压变压器输出的压力,用以满足不同负载转矩要求。建立了配流盘转角的数学模型,推导了液压变压器的转速和流量数学模型,构建了液压变压器压力控制系统模型,并对系统进行了仿真研究。结果表明,液压变压器压力控制系统具有良好的伺服性能。

提出了一种应用液压变压器搭建液驱混合动力车辆的设计结构,阐述了其工作原理.根据液压变压器的节能思想及其数学模型,对其排量及压力调节特性进行分析,得出系统处于能量回收态时,随液压变压器配流盘控制角规律变化的优化参数.此外,根据蓄能器能量回收最大化的优化条件,得出车辆处于不同调节状态时优化节能控制算法.仿真分析得出：车辆处于不同优化工况条件下,液压变压器与蓄能器各个变化参数与优化节能算法的控制关系,该优化节能算法可用于液混车辆实现能量回收最大化.