直动式比例伺服阀是一种新型的单级伺服阀,采用比例电磁铁或线性力马达直接驱动滑阀运动,具有成本低、频响高、抗污染能力强等优点,广泛应用于注塑机进给控制、轧机板厚控制系统等高速高精度液压控制系统中。传统的直动式比例伺服阀采用PID控制策略实现阀芯的精确位置控制,在高压大流量工况下(供油压力达到20 MPa、流量大于100 L/min),阀芯受到液动力扰动变得更加剧烈,易出现响应速度慢、阀芯抖动的现象,影响了比例伺服阀的控制精度。为了解决大液动力扰动的问题,提出了一种基于指数收敛干扰观测器的滑模控制器。通过建立阀芯动力学模型来设计滑模控制器,保证阀芯位置的高动态跟踪性能;使用基于指数收敛的干扰观测器,估计阀芯动力学模型中液动力的不确定性扰动,解决高压大流量工况下的阀芯液动力扰动补偿问题。搭建了比例伺服阀系...

线性力马达研究在高温下永磁铁存在退磁、线圈散热能力下降导致许用电流降低等问题,对材料选择和结构优化设计提出了挑战.文中从线圈参数、气隙结构、永磁材料等方面对6通径DDV阀用线性力马达进行优化设计.利用Ansoft Maxwell软件建立线性力马达有限元仿真模型,针对线圈结构参数,重点研究安匝数的优化选择;针对气隙结构参数,研究气隙宽度、高度等因素对马达力性能的影响;对耐高温永磁体的材料进行优化选择.仿真与实验结果表明:优化后的线性力马达耐高温能力和输出力显著提高,工作油温最高可达200℃,驱动力在100 N以上.

研究了比例伺服阀的阀芯结构对液动力的影响,提出了一种阀芯导流壁面优化设计方案。采用计算流体力学(CFD)的方法建立滑动网格模型,分别对阀芯传统导流结构和优化设计后的导流结构进行数值模拟分析,并验证了网格无关性。对阀芯所受稳态液动力进行数值求解,并分析了不同优化设计方案对阀口处流体流动状态的影响。结果表明,优化设计后的阀腔内部流场分布更均匀,流动状态更平稳;阀芯内流道导流结构会改变阀口处的介质流向,进而改变进出口流体水平方向上的动量差,以补偿部分液动力;与传统方案相比,液动力最大补偿效果可达60%,显著降低了阀芯所受液动力干扰,有利于提升比例伺服阀的静动态控制性能。

在电液比例伺服阀中,液动力具有较强的非线性,开环控制下驱动电流与阀芯位移的线性度较差,使用传统PID控制算法难以达到良好的控制效果。针对该现象,在分析阀芯液动力特性的基础上,提出了一种位置负反馈式的控制方法。通过搭建比例伺服阀的控制器模型和阀芯受力模型,开展实验验证。结果表明,该方法能够有效地解决控制中电流—阀芯位移的非线性问题,控制稳定性有明显提升。

混凝土布料机的控制现状多为人工牵引及单关节遥控,工人工作条件艰苦,具有安全隐患。为实现混凝土布料机械臂的末端轨迹控制,即全自动布料,提出一种基于姿态枚举算法的机械臂轨迹控制方法。该方法适用于具有多自由度的布料机械臂,首先将目标轨迹离散化为各个离散点,利用运动学逆解模型,通过给定初始布料倾角,并按一定步长对该倾角进行枚举求解,得到各关节角度值,实现轨迹跟踪。针对某13m-3Z型混凝土布料机械臂,建立了多自由度混凝土布料臂架的运动学模型,并采用该方法控制其末端轨迹。通过联合仿真分析,得到臂架末端轨迹曲线图以及布料倾角变化曲线图。结果证明,该方法下布料倾角变化量减少了30.8%,较好的解决了末端软管径向甩动的问题。

快速起竖装置在自卸车等工程机械以及导弹发射车等军事领域均有较为广泛的应用。液压驱动系统是快速起竖装置的核心,准确诊断其故障具有重要意义。传统BP神经网络故障诊断准确率随着故障类型的增加急剧下降,难以满足工程需求。以快速起竖装置液压驱动系统为研究对象,提出一种基于BP神经网络和AdaBoost算法的故障诊断方法,将BP神经网络与逐步叠加建模算法结合,构造多分类BP-AdaBoost算法,建立故障诊断模型,搭建故障诊断实验台并设置8种典型工况。分析实验数据表明,该BP-AdaBoost算法与传统的BP神经网络方法相比具有更优的分类性能。

灾难救援机器人能够在危险环境下代替人类实施救援任务,由于灾害现场复杂多变,空间紧张,救援机器人往往需要在重载条件下进行工作。大型液压机械臂末端夹持装置,存在阻尼低、刚度弱、易振荡等固有缺陷,且夹持装置直接与环境接触,其耦合规律复杂,阻尼/刚度性能难以精细调控,夹持装置不能实现柔顺控制,极大限制了机械臂与环境的交互,甚至会造成人员伤亡和财产损失。采用阻抗控制中的导纳控制,对救援机器人的末端液压夹持装置进行柔顺控制,通

重载冗余机械臂具有动作灵活,载重大等特点,非常适合消防、地震救援等复杂现场。然而,现有机械臂控制方式存在控制难度大、硬件要求高、控制效果差等问题。目前,针对这些问题的有效控制方式是末端控制,对此,分析了两种面向机械臂末端进行速度控制的算法——梯度投影法和分解速率法。针对重载冗余机械臂进行数学建模,运用MATLAB对两种控制算法进行了仿真验证,并比较了两种算法的可操作性。分析结果表明,梯度投影法和分解速率法总体上都能较好

参照液压行业相关标准,对自行研制的比例减压阀与川崎的KDRDE5K-31/30C50-102进行了一系列的对比测试,通过性能分析,找到了自制产品的不足及改进措施.

电液比例阀用途广泛尤其在工程机械领域得到大量应用该阀性能的好坏直接影响到整机的可靠性。参照液压行业相关标准对川崎电液比例阀KDRDE5K-31/30C50-102及自制阀的动态特性进行了测试得出一系列相关的性能指标。通过分析找出了自行设计产品的提升方向。