针对教学与科研实验开放性、扩展性的需求问题,设计、开发了变转速液压测控实验台。设计了实验台的硬件部分、电气控制部分及测控系统结构部分;采用了以工控机和LabVIEW软件的测控平台,开发了不同的程序,以对液压马达转速、系统流量与压力等物理量进行测量和控制;以设计的液压马达转速闭环PID控制实验为例,分析了该控制方式的原理,并进行了液压马达转速阶跃变化、负载恒定工况条件下的验证实验。研究结果表明:当液压马达目标转速阶跃变化、负载恒定情况下,采用该控制方式时的实际值能很好地响应目标值的变化,并动态地维持在目标值附近;该实验台具备良好的开放性、扩展性,能满足教学与科研的需求。

为了定性地研究恒速、变载工况下瞬时转速波动与液压系统效率之间的变化关系,采用了实验验证的方法。在变转速液压实验台中通过在LabVIEW软件中改变磁粉制动器加载电压、设定电机恒定转速模拟工况,采集、分析了恒定电机转速条件下负载斜坡、正弦、阶跃变化时液压马达转速波动、液压系统效率及压力的变化曲线。实验结果表明:液压马达瞬时转速波动与液压系统效率具有关联性。液压马达转速越高,液压马达转速波动越小,液压系统效率越高;反之,变化情况相反。负载的变化会引起系统压力的变化,变化趋势与转速、系统效率相反,与转速波动相同。研究结果为液压系统在恒定的电机转速工况条件下选择合适的负载范围、减小转速波动、提高液压系统效率提供了参考和借鉴。

为了研究恒载、变速工况下液压马达瞬时转速波动与液压系统效率之间的变化关系,采用实验验证的方法,在变转速液压实验台中通过在LabVIEW软件中改变电机转速、设定恒定的磁粉制动器加载电压模拟工况,采集、分析恒定载荷条件下液压马达转速斜坡、正弦、阶跃变化时液压马达转速波动、液压系统效率、压力的变化曲线。实验结果表明:液压马达瞬时转速波动与液压系统效率具有关联性,转速越高,液压马达转速波动越小,液压系统效率越高;反之,变化情况相反。转速的变化会引起系统压力小幅度的变化,变化趋势与转速、系统效率相同,与转速波动相反。此研究为液压系统在恒定的负载工况条件下选择合适的液压马达转速范围、减小转速波动、提高液压系统效率提供了参考和借鉴。

为了改善离心泵的空化性能,研究离心泵断裂空化发生机理,对1个比转数为134的单级离心泵进行空化性能的模拟计算,通过改变叶轮的进口直径、叶片进口安放角和叶轮出口宽度进行数值模拟,根据模拟结果预测了模型泵的空化性能,并分析不同空化余量下叶轮流道内的气泡分布.研究结果表明：在额定工况下,随着进口压力的降低,空泡首先在叶片背面进口边附近产生,然后随着叶轮旋转沿流道向叶轮出口扩散,并随着流道过流面积的增加向叶片工作面扩展;叶轮流道内气泡呈不对称分布的主要原因是由于叶轮与蜗壳的动静耦合作用,使叶轮叶片表面的压力分布不对称造成的;与叶轮进口参数相比,叶轮出口宽度的变化对离心泵空化性能的影响不大;当增大叶片进口安放角后,减小了叶片的弯曲程度,叶片进口的过流面积增大,空化性能得到改善,相同进口压力下的空化...

为了了解不同的设计参数对于换热器性能的影响，本文通过建立流体力学三维模型模拟了管长60～200m 的地埋管换热器性能。研究结果显示，流体进口温度、流体速度和初始地下温度都对换热器性能有显著的影响，考虑到热通量和压降2个因素，推荐流速为0．5m／s。回填物和土壤的密度及比热对性能的影响小于导热率的影响。文中开发了一个简单的数学模型用于预测回填物和土壤，比热和导热率以及热通量的影响，预测结果与 CFD 结果高度符合。当换热器的长度从60m 增加到200m，热通量下降，影响半径也变小。

以变转速泵控马达液压系统为平台，设计了基于磁电传感器的液压马达转速测控系统。应用虚拟仪器技术，通过LabVIEW软件编制液压马达转速测控程序，进行了相同负载工况条件下马达转速开环、闭环PID和模糊控制对比实验研究。实验结果表明：系统转速刚度较低，在开环控制中，马达实际转速存在降落；开环、闭环PID和模糊3种控制方式中，马达转速响应都存在滞后；开环控制响应快，存在稳态误差；闭环PID和模糊控制精度高，鲁棒性好；闭环PID调整时间比开环和模糊控制长。马达转速测控系统简单、可靠，方案可行。

【目的】比较分析电磁比例溢流阀与磁粉制动器在同一机电液系统中的加载特性.【方法】在泵控马达液压系统中对这两种元件进行模拟加载实验研究,分析两种加载元件的静、动态响应特性.【结果】在相同工况条件下,相比磁粉制动器加载灵敏度13.6 MPa/V,加载控制电压死区8.33%,动态响应滞后时间1.5s,最大滞后误差0.96 MPa,最大超调量35%;电磁比例溢流阀加载灵敏度低2.12 MPa/V,加载控制电压死区大28.9%,动态响应滞后时间长4.8s,但最大滞后误差小0.2MPa,最大超调量小6.25%,抗干扰能力强.【结论】研究结果可为在实验室条件下根据负载特性选择合适的加载元件提供参考依据.

为消除干扰信号对于变转速液压系统恒压控制性能的影响,提高系统的控制精度,对压力反馈信号进行了预处理。利用多分辨率分析分解反馈信号、剥离干扰信号成份,重构信号。采用Lab VIEW与MATLAB软件混合编程的方法,设计了压力信号重构的变转速恒压测控系统。通过实验对比分析了在PID控制系统中添加信号重构器前后对控制性能的影响。实验表明：对压力反馈信号进行分解与重构,能够在保持系统响应速度的基础上,减小恒压系统的稳态误差,降低压力波动,提高控制精度。

在泵控马达调速系统中，泵和马达在工作时不断的吸油和排油以及油液有可压缩性等原因，使得系统流量产生脉动、压力不稳定，所以马达输出轴转速产生较大的波动，从而影响回转工件的加工质量。通过在马达轴安装惯量盘，预在系统工作时使惯量盘吸收流量脉动，系统流量波动减小、压力稳定性提高，马达轴转速波动降低。经过实验验证了该方法的可行性，说明在马达输出轴上加装惯量盘能够减小系统流量的脉动，使马达轴转速更加稳定。研究结论为在实际工况中解决流量脉动对马达转速的影响提供可靠方法。

为了分析磁粉制动器在变转速液压系统中的加载性能在液压实验台上设计实验研究其静、动态加载性能。实验结果表明：磁粉制动器作为加载元件存在加载死区工作电压范围内线性度较好静态加载存在滞环现象;由于存在迟滞现象开环压力阶跃加载时对应同一加载电压压力值大小不同;压力闭环加载控制无稳态误差对于阶跃、正弦和斜坡流量干扰信号的抗扰动能力强。