针对铝带坯铸轧机控制柜内温度过高可能导致元件失效的问题,首先设计控制柜的结构并确定元件布局方案,并通过热场分析对比了3种不同的散热方案。仿真结果表明,采用将大功率元件布置在上方、小功率元件布置在下方的布局方式,并使用抽风机替代鼓风机,可以实现控制柜内风压均匀分布和有效散热,最后将设计的控制柜应用于工业现场,现场实测结果表明,实际温度与仿真温度的相对误差为2%左右,表明元件布局方案与散热方案是合理的,同时该设计方案也为其它控制柜的设计提供了指导。

针对泵控非对称缸位置系统强非线性、参数不确定性及负载扰动等问题,提出自适应Backstepping控制策略以提高系统位置跟踪精度和鲁棒性。建立了系统状态空间数学模型。基于Backstepping算法,构建了Lyapunov函数,设计自适应控制律,以消除系统不确定性参数影响。通过不同工况负载下正弦响应,验证了提出的控制策略。实验结果表明:所提出的自适应Backstepping控制策略使系统的位置追踪误差保持在±0.05 mm,系统的稳定性和鲁棒性得到了有效提高。

为提高存在负叠合量的阀控非对称缸系统的控制性能,提出基于神经网络的逆系统控制方法,利用神经网络逼近的逆模型与原系统复合,将复杂非线性系统转变为线性系统进行控制,建立了阀控非对称缸系统的数学模型,系统在(x 0,u)的邻域内存在相对阶,证明了系统的可逆性;采用基于遗传算法改进的BP神经网络(GA-BP)求解逆模型,并针对伺服阀存在负叠合量,以及流态存在层流和紊流两种状态的问题,建立系统的多个逆模型集,提高了逆系统的求解精度。利用AMESIM和Simulink联合仿真平台,基于参考速度切换的原则,对系统采用比例-积分-微分(PID)闭环控制器。结果表明:普通PID控制的液压缸伸出运动响应和缩回运动响应不一致,伸出运动存在0.20 mm的稳态误差,误差波动范围为0.06 mm,而缩回运动稳态误差较小,约为0.02 mm,但误差波动较大,约为0.09 mm;多逆系统复合控制的伸出缩...

针对液压缸正反方向运动特性不一致问题,建立包含死区的电液比例阀控非对称液压缸系统的数学模型,分析外负载变化、液压缸结构不对称对系统特性的影响。根据系统的数学模型得到比例阀开口处于线性区域时系统在任意负载状态下的负载流量特性曲线。研究结果表明：随着液压缸两腔面积比的减小,系统的不对称特性增大;随着压力负载增加,系统的非对称性先减弱后增强;随着拉力负载的增加,系统的非对称性增强;实际负载流量比与理论负载流量比相对误差不超过6%,验证了负载流量特性分析的正确性。

针对大型起竖装备液压系统供油压力与负载特性不匹配而导致能量损失严重的问题,通过对负载特性的分析,将其近似等效为"初始-中间-终了"三段式折线负载。在起竖初始阶段采用恒定高压,以提供足够驱动力;在中间阶段设定随起竖角度线性单调递减的线性压力,以降低系统能耗;在起竖终了阶段采用恒定低压,以保持起竖稳定,从而实现系统供油压力与起竖负载的近似匹配,降低系统能耗。针对供油压力切换可能导致起竖过程振动和不稳定的问题,通过建立液压系统数学模型,提出了鲁棒切换控制策略。仿真和实验结果均表明,起竖过程平稳,无振动和超调现象,油液温度比直接采用节流控制降低约40℃,表明该系统及其鲁棒切换控制策略能有效降低起竖过程的能量损失。

针对大型起竖装备举升液压系统能量损失严重的问题,建立系统的负载模型,分析无外界扰动下的负载特点。将负载等效为折线式负载,在起竖初始和终了阶段均设定为恒定负载,在中间阶段设定为线性负载,实现驱动系统压力与负载力相匹配,同时保证系统压力有余量。设计与折线负载特性相匹配的液压驱动系统及压力切换控制策略,并通过压力切换控制实现了起竖过程能耗的降低。通过仿真对液压系统特性进行分析,结果表明:该系统运行可靠稳定,能耗降低56%,为大型起竖液压驱动系统设计与控制提供了一种有效的方法。

建立了非零开口的比例阀控非对称液压系统数学模型，分析了外负载和结构参数变化对系统负载流量的影响，得到了非对称系统负载流量特性曲线，提出了非对称控制策略，具体通过对液压缸不同运动方向或者同向不同负载情况时设置不同的最大流量、最小流量、比例放大系数和参考输入以实现液压缸速度基本一致．实验对比了有无非对称控制策略的系统速度响应情况，结果表明：采用非对称控制策略能有效地提高速度响应的一致性，响应时间均在0．2s内，误差小于0．002m／s．并将非对称控制策略应用于大型挤压机节流调速系统，实现了节流调速系统正反方向速度特性基本一致．实验和应用结果表明了特性分析的正确性和非对称控制策略的有效性．