储油罐检测机器人技术发展较快,但缺乏合理的性能评价方法。构建统一的储油罐检测机器人性能评价指标体系,提出一种以序关系分析(G1)法和基于层间相关性赋权法(CRITIC)确定权重、引入功效系数法与虚拟云改进云模型的综合评价方法。建立7个机器人的指标数据集,通过序号总和理论与众数理论与多种评价方法作对比。结果表明:云模型的评价方法有效性测度更高,且机器人的性能大多处于中等水平,还有很大的改进空间。

针对液压挖掘机动臂系统举升时峰值功率大、下降时重力势能转换为热能浪费等情况,提出直驱泵控三腔液压缸动臂节能系统。该系统采用柱塞缸与活塞缸结合形成的三腔液压缸,通过伺服电机驱动定量泵控制A,B腔,C腔与蓄能器相接进行存储释放势能,并对蓄能器不同初始压力下对系统能耗进行分析。同时增设逆变器、电容等对马达工况回馈的能量进行电气式能量回收。MATLAB/Simulink建立直驱泵控三腔液压缸节能系统模型。在仅动臂升降工况下进行仿真,结果表明,相比直驱泵控差动缸,提出的节能系统可降低峰值功率36.64%和节能40.24%,实现高效的势能回收,取得良好的节能效果,同时系统运行速度最大误差减小了23%,进一步提高了系统运行平稳性。

为解决双泵控直驱液压系统中非对称缸低压侧压力过低导致稳定性差的问题,提出了一种三泵控直驱液压闭式系统及带有位置预测补偿的速度/位置复合控制方法。介绍了双泵控非对称缸系统和三泵控非对称缸系统两种系统的工作原理,分析了其动态特性,建立液压系统各元件数学模型,而后在MATLAB/Simulink中建模仿真,探讨负载、速度大小及方向改变对系统动态特性的影响。结果表明,该三泵控非对称缸系统较双泵系统具有更好的动态特性;所提出的复合控制方法与PID位置控制方法相比,能更加快速稳定地到达目标位置。

针对位移传感器在液压系统应用中存在的不足,提出了一种液压缸活塞杆的位移软测量方法。该方法基于泵控缸系统的伺服电机转速、转矩信号以及泵、缸、油液相关参数,建立其液压缸活塞杆的位移软测量模型。根据油液黏温、黏压特性补偿活塞杆的位移,以减少软测量位移误差,并在MATLAB/Simulink中建立伺服电机泵控缸系统模型和位移软测量模型。结果表明:所提出的位移软测量方法比位移传感器获取的位移精度略差,但响应速度快,是一种替代位移传感器来获取液压缸位移的有效方案。

针对挖掘机工作装置差动缸中存在流量不平衡和多象限工况,提出一种单双泵控混合分布式液压系统,其中动臂为单泵控,斗杆和铲斗为双泵并联式泵控。以某微型挖掘机为对象,分别设计单泵、双泵并联式泵控单元及其自抗扰控制器。在MATLAB/Simulink中建立附加泵控单元的工作装置动力学模型、负载敏感阀控系统和所提出的泵控系统模型;在典型挖掘循环下进行阀控和泵控系统的仿真,分析系统速度-负载特性、跟踪性能及能耗。结果表明,双泵并联式泵控能有效

针对单泵控差动缸闭式系统需要补油单元及在负载方向频繁变化下运行速度波动的问题,提出了一种以液压蓄能器为低压油箱、单伺服电机驱动双定量泵的变转速双泵控差动缸闭式系统及其控制方法。分析了变转速单泵和双泵控差动缸闭式系统在四象限工况下的运行原理。在Matlab/Simulink中建立了液压挖掘机工作装置机构模型、单泵和双泵控差动缸闭式系统模型、速度开环和速度前馈加闭环的控制系统,并对所构建的双泵控差动缸模型进行了局部试验验证。以斗杆速度和铲斗空载为输入,通过仿真对单泵和双泵控缸闭式系统在挖掘机斗杆液压缸四象限工况下的控制性和效率进行了对比分析。结果表明,所提出的采用速度前馈加闭环控制的双泵控差动缸闭式系统,虽然总效率较单泵控差动缸闭式系统降低了4个百分点,但实现了差动缸流量的平衡,解决了由四象...

基于挖掘机液压系统效率低的现状，以某型LUDV液压挖掘机为研究对象，建立了工作装置多刚体动力学、液压系统以及系统能量损耗模型。通过仿真研究，得出该挖掘机在标准工作循环中各个元件（回转马达、多路阀、管路和各液压缸）和子系统的能量传输比和损耗比，揭示了在不同动作时主要的能量损耗源，并计算出各个元件在该工作循环中潜在的可回收能量。最后，提出采用泵控系统或应用液压变压器的恒压网络系统取代LUDV系统，对动臂、斗杆以及转台的势能和制动能进行回收是降低系统能耗的有效途径。

基于挖掘机液压系统效率较低的现状,以某20 t双泵双回路液压挖掘机为样机,搭建液压系统可回收能量分布实验平台,在Matlab中建立液压系统和执行机构模型,通过典型挖掘循环下的仿真和实验,得出各个元件（动臂、斗杆、铲斗油缸以及回转马达）的可回收能量分布情况.结果显示可回收能量占液压系统总输入能量的21.1％,其中动臂势能和回转制动能分别占总可回收能量的72％和23.8％,是可回收能量的主要组成部分,表明对动臂势能和回转制动能进行能量回收是降低系统能耗的有效途径.

针对挖掘机工作装置下放时大量势能转化为热能的问题,提出了一种以液压蓄能器为储能元件同时实现势能回收和流量再生的新型动臂节能系统。首先分析了其系统构成和运行机理;然后建立了工作装置机械结构模型和各个元件的数学模型,对动臂下放工况的速度等参数进行了数值仿真,由此计算出系统回收的能量和再生的流量等;最后,通过对系统运行过程和能耗进行分析。结果表明：该系统可显著提升节能效果,运行状况良好,是挖掘机节能减排的有效途径。

为了降低工程机械动力系统的能耗、噪声和废油处理对环境的影响,以某型号液压挖掘机为研究对象,采用无节流损失的伺服电机驱动定量泵的直驱液压技术替代传统的发动机-变量泵-多路阀-执行元件的阀控技术;建立工作装置动力学、泵控缸液压系统、伺服电机、控制系统多学科领域的系统模型,通过典型挖掘循环下的仿真分析研究其系统跟踪性能、能耗和系统效率。研究成果对工程机械的新能源化(纯电驱动或混合动力化)具有理论和实际意义。