齿轮传动效率是衡量机械传动系统性能的重要指标,受油液、结构特性、运行工况等多方面影响。考虑油膜动态承压与表面粗糙度引入承载比例函数,并结合最小势能原理建立圆柱齿轮机械摩擦阻力损失预测模型。定量分析了油液特性、负载工况以及接触面粗糙度对传动效率的动静态特性影响规律,并研究了多因素耦合作用下技术状态劣化对传动效率的影响特性。结果表明,啮入啮出与单双齿啮合交界区的动态传动效率受油液性质影响较大;负载转矩与转速对平均传动效率的不利影响最大,表面粗糙度与油温次之;多因素耦合劣化会加剧动力传输有效性的降低;不同类型的劣化状态对传动效率的影响规律不同,可作为齿轮传动性能劣化分析与识别的基础。

介绍时差法超声波流量检测液压系统的工作原理,针对液压系统工作过程中温度变化影响系统测量精度的问题,通过在实验室中建立温度—声速模型检测两种常用液压油的工作特性,采用多次测量取平均值的方法记录实验结果,根据实验数据利用非线性回归分析理论推导出两种常用液压油的温度—声速关系,为降低温度变化对超声波流量检测系统的影响、提高系统测量精度提供一种参考。

针对液压系统中传统阀口流量模型存在的仿真刚性问题,提出了两种改进的阀口流量模型。改进模型一考虑流量系数的非恒定性,采用可变的流量系数;改进模型二给出了一个经验公式来取代零压差附近的传统紊流流量公式,建立了分段描述的阀口流量模型。实际仿真求解表明,两种改进的阀口流量模型都能保证ODEs求解器变步长算法的收敛,有效地提高了复杂液压系统仿真计算的效率。

针对高速开关阀流量控制中存在的死区、饱和区和非线性区问题，在对比脉宽调制（PWM）控制及传统PWM补偿控制的基础上，提出了两种非线性控制方法，基于死区和饱和区分段补偿的PWM控制和脉宽调制-脉频调制（PWM—PFM）控制。基于这两种非线性控制方法，分析高速开关阀的流量特性，并搭建了高速开关阀控制液压缸位置回路，从仿真和实验的角度，对比分析高速开关阀在PWM控制、传统PWM补偿和文中提到的两种非线性控制下的液压缸位置控制特性。研究结果表明：两种非线性控制方法分别从占空比和工作频率的角度对高速开关阀的死区、饱和区和非线性区进行补偿，使高速开关阀在0％～100％占空比范围内流量线性化；在仿真与实验验证中能够有效解决由于流量控制死区和饱和区所造成的液压缸启动和到位过程中误差较大的问题。

车载导弹液压起竖装备因安装空间狭小、装机功率受限导致起竖时间长的问题难以解决。为提高起竖速度,设计了基于流量可调燃气发生器的起竖动力装置,建立了燃气发生器/液压系统/导弹一体化计算数学模型,对比分析了定喉面和变喉面两种工作模式下的起竖特性。计算结果表明:定喉面流量不可调工作模式,不能适应起竖变负载特性,无法保持导弹匀速运动;变喉面流量可调工作模式,可实现导弹平稳起竖,但无法完成减速制动,会对系统造成振动与冲击。提出气液联合分段控制策略:起竖前段,采用燃气流量调节阀控制燃气流量输出,实现负载快速启动,保持负载匀速起竖;起竖后段,采用液压流量调节阀控制油液流量输出,完成负载减速制动,保证负载平稳停靠。新型流量可调燃气发生器动力装置可实现导弹16s快速、平稳起竖,为导弹起竖装备的升级改造提供参考...

大型起竖装置普遍采用多级液压缸驱动,在缸体初始长度相同的情况下,多级缸较单级缸行程更长,但是其结构也更复杂。为得到多级缸的特性,基于容腔节点法建立了多级缸的运动模型,考虑润滑油膜的信息改进了Lu Gre摩擦力模型,采用迟滞因子的等效阻尼模型改进了接触力模型,完成了多级缸驱动起竖过程的仿真。多级缸换级时作用面积突变,导致压力和速度突变,产生过大的冲击,为减小换级冲击,在缸筒上布置多个缓冲小孔。仿真结果表明：采用缓冲结构后,换级时缸筒同步运动,将压力突变转化为缓变,提前将压力增大至下一级缸筒工作压力,大幅度减小了换级时的速度和加速度波动。

为了研究高速开关阀在液压缸速度控制系统中的应用,在分析高速开关阀流量特性的基础上,提出了基于高速开关阀的单阀直控式和旁路节流式两种液压控制系统方案,并且采用脉宽调制技术（PWM）,根据液压缸的位移信号调节PWM的占空比,控制进入液压缸的流量,间接达到控制液压缸速度、削弱冲击的目的。针对两种应用方案,分别通过Sim ulink建立仿真模型、FESTO液压实验平台搭建系统进行实验的方式,得出了仿真与实验情况下的位移、速度、加速度曲线。仿真曲线与实验结果的对比表明：单阀直控式和旁路节流式两种液压控制系统方案都能较好地实现液压缸速度的控制,其中单阀直控式更加适合于小流量液压系统,而旁路节流式的应用范围较广。

介绍了液压系统故障诊断技术的发展过程和各种典型的故障诊断方法总结了液压系统故障诊断技术的研究热点指出了通用化故障诊断系统是液压系统故障诊断技术的发展方向智能传感器技术、信息技术和人工智能技术等的融合是通用化故障诊断系统的实现途径。

对复杂机械系统的运动可靠性分析还没有形成一个成熟的理论体系。以某大型多级缸起竖系统为例，提出了一种采用可视化仿真技术来分析系统运动可靠性的新方法。以统一的油缸负载函数为起点，一方面从系统受力分析入手，推导负载的起竖角度函数；另一方面从系统几何学建模入手，推导出液压油缸的起竖角度和展长函数。以这两个函数分别驱动负载和液压油缸的运动，在此基础上进行了可视化建模和仿真。仿真结果证明：此方法能够从视觉尺度和数学尺度两方面来验证系统的运动可靠性。

针对液压系统动态特性仿真问题,分析了节点法建立液压回路数学模型的方法,用容腔节点表征回路的压力变化,对与容腔节点相连的液压元件则建立其流量方程.研究了在SIMU-LINK下建立容腔节点和液压元件仿真模型的方法,并将仿真模型封装为用户定制模块,为快速建立系统仿真模型奠定了基础.给出了仿真实例,表明这种应用SIMULINK实现液压系统动态特性仿真的方法是有效的.