重点研究超静定液压支架调架控制方法。通过分析各种调架策略,对各种可能方案进行筛选,结合筛选结果制定超静定液压支架的调架控制方案,并针对其方案运用MATLAB进行仿真验证,使支架从不利于工作的非理想的架型转变为理想架型,从而大大提高了该液压支架的实用性,并为其后续研究了提供参考依据。

分析气动液压弹射方式的两种弹射装置类型,研究一种以压缩空气为动力源、油液为传动介质,且具备油液自缓冲结构的多级气动液压弹射装置的弹射性能。针对弹射过程中气腔气体复杂多变过程、封闭油腔油液流动非线性、多级缸运动关系的不确定性及油液缓冲结构,结合真实气体热力学效应,推导封闭油腔油液的压力动态变化模型及多级缸动力学非线性模型,建立描述多级气动液压弹射过程的数学模型;通过数值求解方法,分析该多级气动液压弹射缸的运动规律及弹射性能。研究结果表明该多级气动液压弹射缸建压过程迅速,并能在0.2 s内以2.4 m有效弹射行程,将重1.5 t负载加速至19 m/s,弹射最大过载不超过16 g,且相邻两级缸的相对速度不超过15 m/s.

针对盾构拼装机举升油缸的同步控制需求,设计了液压缸的运行轨迹,提出基于PLC的闭环同步控制系统,该系统由举升油缸、磁致伸缩传感器、S7-200可编程控制器等组成。经现场调试运行,系统实现了举升油缸的自动化控制,并且在油缸上升和下降过程中具有自动纠偏功能,控制精度可达±2 mm,运行稳定可靠,消除了人工操作带来的实时性误差,有效提高了拼装机举升管片的同步精度和效率,为后续管片的精确就位奠定基础。

针对海底沉管隧道"高度有限,宽度有余"的矩形断面结构特点,运用计算流体力学软件建立沉管隧道射流纵向通风方式的三维数值仿真模型,研究海底沉管隧道射流纵向通风方式的通风效果,通过正交试验分析沉管隧道内射流风机安装高度、安装角度、轴向净间距等安装因素对隧道通风效果的影响规律与影响程度,优化沉管隧道内射流风机布置形式,提高通风效果。分析结果表明:多种因素对隧道内风速影响的主次顺序为:射流风机安装高度、安装角度、轴向净间距;考虑海底沉管隧道高度有限的特点,可通过增加射流风机组安装角度来有效提高隧道内通风效果。

盾构机刀盘驱动系统的核心是液压系统。针对盾构施工中不同区域的地层差异性,为使盾构刀盘液压驱动系统节能减耗,采用负载敏感泵作为主驱动液压系统的动力源,利用AMESim软件搭建系统模型,并通过某型盾构机在软土和砂土两种不同地层下负载随机变化的情况,分别模拟系统全功率运行、80%功率运行和60%功率运行下,系统效率及能耗的变化情况。结论证明,软土地层为提高系统效率,减小能耗,宜在全功率模式下运行,而砂土地层宜在60%功率模式下运行。

针对多缸承载平台的高精度快速调平问题综合考虑多个活塞缸驱动承载平台系统中的偏心矩、缸内摩擦、泄漏的不确定性及油液缓慢时变特性提出将多级自适应控制与动态控制分配相结合保证平台质心位置不变实现高精度快速调平。对活塞缸存在的输出力约束及调平过驱动问题采用能量最小化且考虑输入约束的动态控制分配方法并以有效集算法进行求解实现各活塞缸受力的合理分配。车载快速调平仿真实例表明所设计的控制器能有效实现车载平台的高精度快速调平。该控制策略为解决多活塞缸驱动承载平台的调平控制问题提供了理论依据及实践参考。

AMEsim是针对液压、机械系统等建模、仿真及动力学分析的一款专业软件,功能强大,在各个领域都有着广泛的应用。文章以液压系统为载体,介绍了AMEsim仿真软件的基本功能及在液压传动技术领域的具体应用。