针对硬密封阀门因密封面磨损而导致其密封失效的问题,采用Archard磨损模型,并借助ANSYS有限元软件模拟密封面的接触,以密封副初始挤压量为0.08 mm的硬密封为例,利用离散化的计算方法逐步对0.02,0.04,0.06 mm磨损深度下的密封面接触压力进行仿真求解,计算出不同磨损深度下密封面的正压力及穿透量并进行分析,推测其磨损趋势并得到密封面的磨损寿命,计算得到当密封失效时即密封副不再有挤压量时,阀门的使用寿命可达5 854次启闭,并发现硬密封的磨损可大致分为3个阶段进行。通过此类方法预测阀门使用寿命,可为硬密封阀门的结构设计及相关密封磨损的寿命研究提供一定的基础和参考。

由于挖掘机工作装置具有复杂强耦合非线性和时滞性的特点,并且其在工作过程中存在负载不确定的问题,导致挖掘机的作业效率低、机械磨损大。针对这一问题,采用了一种基于迭代学习控制与滑模控制相结合的控制策略,对挖掘机工作装置各关节轨迹的跟踪控制性能进行了研究。首先,利用拉格朗日力学法,建立了挖掘机工作装置的动力学模型;然后,推导定义了控制律,并利用Lyapunov理论验证了控制器的稳定性;最后,设计了迭代滑模控制器,以小松PC02-1挖掘机为平台,确定了其轨迹控制所需的变量,利用MATLAB对挖掘机工作装置的轨迹跟踪性能进行了数值仿真。研究结果表明:在面对外部扰动的情况下,该方法可有效地提高挖掘机工作装置各关节的跟踪速度与跟踪精度,同时可在一定程度上削弱传统滑模控制的抖振现象,系统的鲁棒性强;该结果表明,迭代学习控制与滑模

液压挖掘机的控制系统具有非线性、时变性以及强耦合的特点,传统的比例积分微分(Proportion integral differential,PID)控制器参数整定方法不能满足对挖掘机工作装置精确的位置控制要求。因此提出一种遗传萤火虫算法(Genetic Firefly Algorithm,GFA)整定方法,通过对目标函数、选择算子、交叉算子等改进之后再引入人工萤火虫算法来提高遗传算法的全局寻优能力和收敛速度。利用MATLAB仿真软件进行仿真,并分别与标准PID控制和标准遗传算法进行比较。仿真结果表明,基于GFA的控制系统具有较快的响应速度、无超调量、更强的鲁棒性以及较小的铲斗关节轨迹跟踪误差。所提算法具有更好的参数整定能力,改善了系统性能,可用于提高液压挖掘机铲斗位置控制的效果。

为了测量瞬时转速,设计了基于数据采集卡的软件计数测量算法。通过对磁电式转速传感器发出的单个周期脉冲方波进行采样点计数,获得方波信号的瞬时频率,从而测得瞬时转速。实验结果表明:该测量方法简单、容易实现,适合以工控机和数据采集卡为硬件的测量系统。

为了在液压系统上实现模拟加载,设计了以比例溢流阀为加载元件的加载实验,实现了系统压力闭环PID控制。将压力传感器的测量值和设定压力值比较,用两者差值作为控制信号调整比例溢流阀阀口面积,从而实时校正、调整实际压力使之达到设定值。实验表明:压力加载闭环控制系统抗流量扰动能力强;对于流量阶跃、斜坡干扰信号,该闭环控制系统能够消除压力设定值与实际值之间的误差;对于流量正弦干扰信号,该闭环控制系统能使实际压力值在设定值上下小幅波动。

为了提高微阵列表面自由曲面的超精密加工应用中的跟踪精度和抗干扰性,对周期性谐波扰动信号的观测结果作出实时估计和补偿,设计了一种自适应前馈误差消除（AFC）控制器。首先,分析了傅立叶级数的正弦和余弦信号组成影响系统的周期性谐波扰动信号。其次,详细地推导了自适应前馈误差消除算法,得出传递函数。然后,以自适应前馈误差消除控制器作为前馈控制器,应用PID作为反馈控制器,设计了复合控制器,并解释了工作流程。最后,数字仿真实验显示,自适应前馈误差消除控制具有较好的控制效果。

车间装配工段发生事故的根源是工程中存在许多危险源。对设备装配工作中存在的潜在危险进行辨识、评价和控制,是在装配施工中的重要部分,直接影响项目成本、进度与质量。只有对这些潜在危险做到防患于未然,才能确保工程安全有序地进行,使人身安全和经济利益得到保障。