针对具有摩擦和负载等不确定性的液压机械臂轨迹跟踪控制问题,建立机械臂机械系统、液压系统的数学模型,基于李亚普洛夫函数,提出一种模糊补偿策略进行控制,构造模糊系统逼近摩擦力和负载,应用流量补偿器消除负载压力变化对伺服阀性能的影响,应用重力补偿器消除负载质量变化时对系统性能的影响.仿真结果表明,设计的控制器可以使机械臂关节较好追踪期望轨迹,优于传统模糊控制和PD(proportional-differential)控制,最后模拟了3种负载工况,分析了控制器的补偿极限,为后续研究奠定了基础.

以电控液驱车辆的液压马达回转系统为背景,对电液比例阀控马达系统进行控制性能研究。首先分析了其系统组成及工作原理,分别采用变结构抗饱和PI控制和模糊PID控制2种控制方法对电液比例阀控马达系统的控制器进行了设计,利用MATLAB/Simulink软件分别建立了采用不同控制器的电液比例阀控马达系统的仿真模型。仿真结果表明:与变结构抗饱和PI控制相比较,模糊PID控制在响应速度和平稳性等方面具有显著优势。

为改善液压滑阀开启过程中阀芯的工作性能,基于流体-固体耦合理论和动网格技术,建立滑阀开启过程三维流体-固体耦合数值分析模型,对阀芯在驱动力、弹簧力及液动力作用下的动作过程进行了模拟分析。针对阀芯受力分析结果,改进滑阀内部流道结构;以改进后阀芯槽口和凸台的4个结构参数为优化对象,利用最小二乘拟合和反向传播神经网络构建最大冯米塞斯应力与液动力峰值的目标函数,借助遗传算法确定了槽口和凸台的4个结构参数最优值。研究结果表明：优化后阀芯所受液动力和最大冯米塞斯应力的峰值分别减小了16.3%和22.0%;优化设计阀芯的结构参数可明显提高滑阀开启性能。

液压锥阀广泛应用于液压系统的流量、方向控制当中,其开启过程的性能尤为重要。基于动网格技术和流固耦合理论,建立了液压锥阀开启过程的三维流固耦合数值模型,基于该模型对液压锥阀在弹簧力及流体力作用下的开启过程进行了仿真。得到了液压锥阀阀芯的运动情况,对比了阀芯稳态位移仿真值和理论值,仿真值与理论值较吻合;在此基础上,得到了液压锥阀开启过程瞬时的流场、阀芯应力分布规律,并分析了阀芯所受应力集中区域应力数值随时间的变化情况,为液压锥阀的设计及优化提供了依据。

采用动网格技术建立了液压锥阀动态特性分析的三维数值模型，基于该模型对液压锥阀在弹簧力及流体力作用下的开启过程进行了仿真。分析了不同弹簧刚度下，液压锥阀开启过程流量和瞬态液动力的变化情况；对比了仿真得到的稳态流量、稳态液动力与理论计算结果，仿真值与理论值较吻合；得到了弹簧刚度对液压锥阀开启过程中阀芯位移、速度以及加速度的影响规律。仿真结论可以为液压锥阀的设计及优化提供依据。

采用基于动网格的流固耦合分析方法,建立了液压滑阀开启过程的三维动态数值分析模型,计算阀芯在驱动力、流体力和弹簧力共同作用下的运动分布、应力变化和形变。结果表明：提供一种分析液压滑阀开启过程的数值仿真方法,阀芯在开启完毕达到稳态后仍有小幅振动;阀芯的径向形变主要发生在阀杆上,且变形量随时间产生小幅波动;阀芯由于油液的冲击在入口处产生较大变形并在台肩与阀杆连接处产生应力集中,采用CFD方法得到的液压滑阀运动分布、应力变化、形变和理论值的误差在可以接受的范围内,证明了仿真的可靠性。

液压系统的污染是工程装备液压系统产生故障的主要原因是工程装备日常维护管理的关键问题。通过对工程装备液压系统油液污染原因的分析阐述了液压系统污染的危害提出了控制液压系统污染的具体方法对现场控制工程装备液压系统的污染问题、提高装备工作可靠性具有一定的指导意义。

为了深入研究液压阀阀芯启闭过程中阀芯上的压强分布和液动力,采用动网格技术,数值模拟了液压球阀阀芯开启与闭合过程中的非定常流场。将阀芯作为运动实体,阀芯的运动由其所受的流体力、弹簧力及自身重力确定,随着阀芯的运动,相应流场计算区域的边界也随着发生变化,获得了球阀启闭过程中不同瞬时阀腔内的压力场。在此基础上,分析了液压阀在开启和闭合过程中阀芯所受的液动力,将稳态液动力的数值计算值与理论计算值进行比较。结果表明,该计算方法具有较好的精度。

通过对DA阀的控制原理进行系统分析,论证了其利用DA阀的自动调节作用,可以始终保持液压泵扭矩与发动机的输出扭矩的最佳匹配,防止了机械系统发动机因负载过大而熄火,并提高了使用效率,同时也减轻操作者的心理负担。DA阀在机械行业必将得到越来越广泛应用。

通过对带DA阀的A4V液压泵的控制原理进行系统分析,论证了其利用DA阀的自动调节作用,始终保持液压泵扭矩与发动机的输出扭矩的最佳匹配,防止了机械系统发动机因负载过大而熄火,并提高了使用效率,同时也减轻操作者的心理负担.带DA阀的A4V液压泵在机械行业必将得到越来越广泛应用.