针对海洋浮式钻井天车升沉补偿实验装置的实验需求,设计并实现了一套自动控制系统。开展了总体控制方案设计和子系统详细设计;硬件设计以PC机为上位机,以2台西门子PLC为下位机分别控制泵站和阀台,PC与PLC之间通过TCP/IP协议进行通信;采用STEP 7编写了控制程序,升沉补偿控制策略有PID控制、模糊控制和模糊PID控制3种方式;利用WinCC软件完成了监控系统组态设计,主要包括控制界面、动态曲线界面、报警界面和登录界面等。现场实验证明该控制系统平均补偿率为91.8%,能够满足天车升沉补偿要求。

深井长管线液压作业过程中环境温度的变化较为显著,不考虑井筒内温度变化情况将导致沿程阻力损失误差较大,极易影响井下工具的正常作业。为此,在传统液压油沿程阻力损失计算的基础上考虑井下温度变化对计算数值所带来的的影响,优化了具有显著温度变化作业环境下管线的沿程阻力损失计算过程,并以S2V22号液压油为示例,计算并对比分析了定参数下及受地温梯度影响下不同液压流量的沿程阻力损失变化。研究结果为今后基于精确液压控制工具的深井作业提供了一定参考。

当前高校液压机械类专业的实验教学环节易受到教学资源短缺的限制,且不能实现资源共享,从一定程度上了影响了实验教学的效果,而计算机虚拟仿真技术的出现为液压机械专业的实验教学提供了一条新的途径。给出了液压机械控制虚拟仿真实验教学系统的总体框架设计与工作流程设计,其中系统硬件平台部分包括客户操控端、服务器、虚拟装置和各种连接端口;从软件层面分析系统服务器运行LabVIEW平台的相关软件程序,并通过系统主界面控制硬件模块工作

比例技术的发展使得液压传动与控制越来越受到人们的关注,电液比例阀相较于伺服阀而言具有灵敏性、可靠性以及稳定性的特点。基于电液比例方向阀的工作原理,结合建模仿真PID算法对电液比例位置控制系统进行实验研究,应用MATLAB仿真软件进行比例阀的PID控制仿真,搭建阀控缸实验台,编写计算机程序,实现液压缸位置的精确控制。结果表明,基于比例阀的PID控制定位精度高,且响应快,误差小。

对比了串联和并联混合动力在工程机械中的节能效果,并分别将马达能量回收、单独驱动、电动机直接驱动回转和进出口独立调节等节能措施与并联混合动力系统相结合,进行了燃油消耗的理论计算和节能效果的评价,其结论对工程机械的节能研究具有指导意义.考虑到生产成本、操作性和元件的性能等方面因素的影响,提出并联混合动力单独驱动进出口独立调节电驱回转系统应该是目前比较切实可行的主要开发方案.

为了能够从理论上对现有的液压挖掘机进行综合性能评价，从中找出有利于系统节能和降低排放的有效途径．以某200kN级液压挖掘机为样机，利用MATLAB建立了液压挖掘机的整机仿真模型。对液压挖掘机能量流进行了分析研究，并对发动机的输出功率和主控阀能量损耗分配进行了仿真计算。研究结果表明，混合动力驱动和液压马达能量回收是液压挖掘机的两项有效的节能方案。

为了使液压挖掘机达到节能的目的，提出了一种应用于并联式混合动力液压挖掘机系统的控制策略．分析了该并联式混合动力液压挖掘机系统的结构，建立了其仿真模型，归纳了其工况的特点，从而确立了以发动机燃油经济性和电池荷电状态（SOC）为优化变量的控制策略．该控制策略设立了多个发动机工作点和SOC工作上、下限，在工作中通过比较SOC当前值与其限值来自动切换发动机的工作点或工作段．仿真结果表明，该控制策略在挖掘及平地两种工况下均能使发动机保持较好的燃油经济性，同时电池SOC也能稳定在设定的72．5％～88％范围内，有利于系统的高效稳定工作．

针对混合动力挖掘机提出利用液压马达对液压执行元件的回油进行能量回收的节能方案。建立液压挖掘机能量回收的仿真模型，对各执行元件的可回收能量所占比重和系统的节能效果进行仿真计算。搭建混合动力液压马达能量回收试验台，进行能量回收过程中的能量转化效率和操控性能的试验研究。试验和仿真结果表明，在混合动力液压挖掘机系统中采用马达能量回收和发电机转速控制执行元件运动速度的节能方案是可行的。

分析了以电容器为蓄能装置的液压挖掘机并联混合动力系统的结构，在此基础上，针对液压挖掘机的工况，提出了以发动机工作点和电容器荷电状态（state of charge，SOC）值为优化变量的控制策略，并建立了试验系统对该控制策略进行试验研究。研究结果表明，采用该控制策略后，改善了发动机工作点的分布区域，抑制了电容器SOC的变化幅度，且基本不影响系统的响应性能。

螺杆钻具的可靠性直接影响着钻井作业的操作成本.为确保其使用的可靠每套螺杆钻具出厂前都要进行性能检验.因此简单而有效的检验方法是非常重要的.该文介绍了一套逆向螺杆钻具试验台的液压驱动系统的设计过程分析了各方案存在的不足并结合试验台的实际情况提出了改进方案.