针对两台液压载重车联合运输大型轮船的同步控制进行研究,根据运载装备的特点,采用两车纵向并车的运输方式,行走过程中两车之间必须保证同步行走,否则可能会发生轮船滚落或载重车结构损坏的重大事故。针对运输车速度的稳定控制,求解出行驶驱动系统泵控马达的系统传递函数,并仿真验证了控制器采用PID控制算法可以提高运输车速度的稳定性。根据运输的特点,采用“主从式”控制策略,提出采用驱动压力和行驶速度的双闭环控制,设计出基于CAN总线的控制系统,最后进行了实车试验,根据现场试验采集的数据,验证了此控制器能够使两车保证很好的同步效果。

为保证联合运输安全,对两车联合运输的驱动液压系统组进行了研究。同步控制是安全运输的关键,对驱动液压系统群和控制系统的可靠性要求很高。因此,必须对驱动液压系统群的寿命预测和可靠性增长进行研究。两车联合运输的驱动液压系统群的可靠性为对象进行了研究,首先对某运输车辆的可靠性模型进行了研究,建立了运输车传动系统的可靠性框图模型;并在此基础上建立了相应的可靠性数学模型;经过MATLAB软件进行计算,得到了驱动液压系统群的可靠性曲线和可靠度。并针对工程实践中的驱动不同步问题建立了驱动液压系统群的故障树模型,对故障树进行了定量和定性分析,最终找出了驱动液压系统的薄弱环节。进而可以在设计过程中就考虑到预防故障的产生,提高系统的设计水平,该方法可有效提高联合运输液压系统群可靠性。

针对国产DN80二通插装式伺服阀阶跃响应时间长的问题,提出先导控制腔优化方法以提高动态特性。首先建立先导控制腔三维数模,利用Fluent软件详细分析了主阀芯不同开口度的液动力分布情况,将先导控制腔的直径优化为90 mm;然后结合仿真软件AMESim对DN80二通插装式伺服阀进行动态特性研究。仿真结果表明:先导腔结构参数优化后减小了液动力,提高了动态响应特性。最后对优化后的DN80二通插装式伺服阀进行实验测试,其阶跃响应时间由40 ms缩短至23 ms,显著提高的了动态特性,验证仿真与优化的准确性。

Stewart机构运动比较复杂仅仅通过数学模型的方法无法充分直观的分析机构在不同位姿下各条液压缸长度的变化情况。据此提出了基于Simulink环境下对Stewart平台进行位置反解的建模与仿真方法。在通过建立Stewart平台位置反解数学模型的基础上分析了Simulink中各模块的使用及参数设置方法对位置反解的数学模型进行了建模并对Stewart机构6个单自由度的液压缸运动进行了仿真。结果表明通过仿真曲线直观地了解了六自由度摇摆台位姿变化时6条液压缸杆长变化规律。

针对电动舵机加载要求，设计了以交流伺服电机做加载设备的舵机电动伺服加载实验台。此加载装置用于测试电动舵机在近似于真实工作环境下承受各种载荷时，电动舵机可能出现的状况。给出电动加载系统的整体结构及其工作原理，介绍所采用的抗电磁干扰措施。建立电机和力矩传感器的数学模型，给出加载实验台的静、动态性能测试结果。实验结果证实加载试验台可以满足设计要求。

针对批量液压马达试验中能量浪费的问题,提出了精确控制马达转速和马达加载的试验方法,设计了一种电功率回收液压马达出厂试验台,并对液压马达试验台电功率回收原理及功率回收效率进行分析。采用AMESim软件对系统功率回收效率仿真,且通过试验台对液压马达相关性能进行测试,对试验与仿真系统功率回收效率进行比较分析,发现在仿真和试验中系统功率回收效率存在最大值且与液压马达总效率正相关。试验台设计合理,可以较好的实现试验过程中多余能量回收,对液压马达试验台电功率回收的设计与研究具有参考价值和实际工程指导意义。