随着工业系统的复杂化和计算机的应用,过程控制的安全问题由运行阶段向设计阶段转移.本文结合力控软件PCAuto3.62在烟气脱硫（FGD）系统设计中的应用,给出一种应用力控＂控制策略＂实现过程控制系统安全设计中的安全策略的方法.这种方法对防止由设计阶段造成的事故和进行系统安全设计有一定的参考意义.

阀控液压系统动态响应快、功率密度大,但存在较大节流损失,无法解决多执行器系统载荷差异带来的节流损失;泵控非对称液压缸系统消除了节流损失,但需进行流量补偿,同时泵控多执行器系统装机功率和成本过高。针对上述问题,提出一种泵阀双源协同驱动非对称液压缸系统,并将其应用于某大型液压挖掘机斗杆系统。首先在SimulationX中构建了机电液联合仿真模型,通过与斗杆空载试验结果对比,验证了模型的准确性,然后设计了系统控制策略,最后通过仿真分析了不同控制系统斗杆运行特性和能耗特性。仿真结果表明,与电液流量匹配控制系统相比,该系统改善了斗杆运行平稳性,同时降低系统能耗达63.3%,并具备能量回收的潜力。

传统工程机械液压回转系统位置控制一般采用驾驶员在环的控制方式，靠驾驶员的观测实现定位，由于驾驶员反应较慢，会影响生产效率和作业的一致性，难以满足对回转定位精度要求较高的工程作业。针对这一问题，在进出口独立控制液压回转系统的基础上，提出采用速度位置复合闭环控制方法，加入速度前馈用于减小跟踪误差，同时加入压差反馈和速度反馈用于减小压力和速度波动，改善系统运行平稳性。首先建立了液压挖掘机回转系统多体动力学机电液联合仿真模型，对所提控制策略的有效性进行了验证；并以液压挖掘机为研究对象，构建了进出口独立控制回转试验测试系统，对所提出的控制方法进行了试验分析。仿真和试验结果表明，对于不同的期望速度和期望位置，无论回转系统正向还是反向运行，都可以获得较高的定位精度，定位误...

采用液压泵按闭式回路方法驱动液压缸,是电液控制技术领域的研究热点,这一技术在对称液压缸的控制中已获得很好应用,但对于广泛采用的差动缸,效果一直不尽如人意。为此,依据阀控缸技术中非对称阀控非对称缸的思想,提出采用三配流窗口轴向柱塞泵直接闭式驱动差动缸运动的原理,方案是改造现有轴向柱塞泵的吸油窗口为并联布置的两个窗口,增加一个柱塞,将普遍采用的9柱塞泵改为10个柱塞,并分成两组,使每一组柱塞的吸排油窗口在半径方向错开位置,分别对应配流盘上的二个配流窗口。研究工作中,在SimulationX软件环境下,建立考虑单个柱塞运动特征和配流面积随转角变化的液压泵仿真模型,通过数字仿真确定了泵的关键参数,特别是缸体和配流盘卸荷槽的尺寸,设计并制造了样机,在试验台上对多种转速下泵的压力、流量和噪声等基本特性进行测试,验...

轴向柱塞泵中滑靴的倾覆偏磨、回程盘的磨损与其所受应力大小有关。为改善二者的磨损性能,研究预紧力增大对滑靴、回程盘应力变化特性的影响。通过对A4VG125型柱塞泵中心弹簧预紧力的分析计算,应用仿真软件ADAMS和ANSYS搭建轴向柱塞泵的刚柔耦合模型,研究分析预紧力增大时,滑靴、回程盘应力的变化规律,得到同周期内最大应力点图和应力云图。分析结果表明:合理增大预紧力有助于减小滑靴平面、滑靴颈部的磨损;回程盘孔口与滑靴颈部的碰撞得到改善;当预紧力为707N时,该型号轴向柱塞泵的滑靴与回程盘应力分布状态最好。

用于井下煤矿生产的支架搬运车液压行走系统工况条件差、故障模糊性及随机性大、检测维修成本高且路试困难。针对此问题,首先根据A4VG型柱塞泵的机械结构及工作原理,采用参数化建模方法建立了系统联合仿真模型,分析了泵的压力流量特性及其控制回路运行特性;然后设计了系统试验台对柱塞泵及其控制回路特性进行了试验测试。结果表明：采用试验测试与仿真分析相结合的方法能有效地反映泵控回路维修结果,大大提高了维修效率,降低了成本。

在分析现有液压挖掘机回转节能系统的基础上,结合挖掘机回转工况,提出了一种基于蓄能器-液压马达-超级电容的挖掘机回转制动能量电液回收系统,通过实时调节回收马达的入口压力和电机的转速,实现挖掘机回转平台的平稳制动。采用蓄能器和超级电容共同储能,超级电容补偿蓄能器的非线性特性,降低了储能单元的成本。构建了能量回收系统的数学模型;建立了采用该能量回收系统的20t挖掘机联合仿真模型,分析研究了挖掘机空载工况下所提系统的回收效率和回转平台的运行特性。研究结果表明:在不影响系统正常工作和操作者操作习惯的同时,所提系统可实现回转制动能量的高效回收;当回收马达入口压力设定23MPa时,回收效率可达63.2%。

为提高快锻液压机的控制精度与响应速度,在传统锻压机四通道负载口独立控制与位置闭环控制原理的基础上,提出快锻液压机速度-位置复合控制策略。根据给定的目标位置和运行速度,结合锻压机实际工况,设计出期望的位移曲线,利用速度位置复合控制策略,实现锻压机活动横梁按照所设计的位移曲线运行,并在接近上下顶点时精确定位。分析了锻压机的四象限工作特性,建立了锻压机液压系统理论模型,并在此基础上,搭建了锻压机机液联合仿真模型,仿真研究结果表明:采用速度-位置复合控制系统,使锻压机的活动横梁能够无滞后地按照设计的位移曲线与速度曲线运行并实现了高精度定位,定位精度能够达到0.3mm之内;随着加压工进行程的减少,定位精度逐渐提高。

为提高传统装载机能量利用率,提出采用变转速定量泵独立供油的电液流量匹配转向原理,用于控制装载机转向,将装载机方向盘转向角速度与伺服电机转速进行合理匹配,使液压泵输出相应流量到转向系统中,当无转向信号时,转向动力源不输出流量。若电液流量匹配转向系统出现故障,则该液压转向系统经电磁阀自动切换到原有转向系统,继续完成转向作业。首先建立铰接式装载机机械结构动力学与电液混合系统联合仿真模型,利用该模型对电液流量匹配系统的转向过程进行仿真,进一步建立试验测试样机,对转向系统的动态及能耗特性进行测试,并与原有转向系统的转向特性进行对比。研究结果表明:采用电液混合流量匹配转向系统,可减少转向过程的节流损失并消除溢流损失,节能约16%,并可减小压力冲击和波动,系统的稳定性也得到明显提高。

装载机是一种频繁装卸货物的工程机械,在工作过程中其举升装置及其负载存在大量的重力势能,为回收利用这部分能量,提出闭式泵控三腔液压缸的装载机举升装置。将原有动臂非对称两腔液压缸改为对称液压缸,增加一个势能回收腔,并与蓄能器相连,直接回收与利用重力势能。闭式泵控液压系统通过伺服电机-定量泵驱动三腔液压缸,消除液压系统的节流和溢流损失,并通过采用速度-位置复合闭环控制策略提高举升装置的响应特性。首先对闭式泵控三腔液压缸举升装置工作原理进行分析,搭建其数学模型,并设计相应控制策略;然后构建该装置的多学科机电液联合仿真模型,并验证其可行性;最后构建该装置的试验测试平台,进一步分析其工作与能耗特性。试验结果表明,与无蓄能器参与工作的闭式泵控系统相比,采用该系统,液压缸的平均工作压力由10 MPa降为6 MPa