工程应用和实验研究中常采用瞬时转速作为设备运行的监测、控制信号。为了分析采用A/D采样软件计数方式测量瞬时转速引入误差的原因及影响因素,采用理论分析及实验验证的方法定量地分析采样频率及转速对误差大小的影响规律。研究结果表明采样点不能落在方波高、低电压的跳变点上,导致每个周期重构波形与原始波形经历的时间不同,是引入测量误差的主要原因;引入测量误差与采样频率成正比关系,与转速成反比关系;在一定转速范围内选择较高的采样频率可以显著地降低测量误差、提高测量精度。

由于存在测量误差,直接测量的时域转速波动并不是其真实的波动。为了获得非平稳转速工况下的瞬时转速波动,提出了在阶次谱中提取瞬时转速波动幅值的方法。将时域中测得的瞬时转速信号从时域转换到角度域,再进行短时傅立叶变换得到阶次频谱图,通过提取一阶次的转速波动信号从而得到转速波动幅值特征。实验研究表明,此方法能较好地提取转速斜坡、正弦、阶跃工况下的波动,为非平稳工况下的瞬时转速波动幅值特征提取提供了参考和借鉴。

液压实验台中常用比例溢流阀作为模拟加载元件,背压模拟负载工况。针对开环加载存在稳态误差,易受流量干扰输入影响的特点,设计了压力闭环PID控制加载系统。通过将压力传感器测量的压力值与设定的目标压力值作比较,将两者差值输入PID控制器,使PID控制器输出适时改变,从而调整加载电压,改变励磁电流大小,调节比例溢流阀开口面积大小,使系统实际压力达到目标设定值。AMESim软件仿真与实验结果表明压力闭环控制抗干扰能力强,可以消除稳态误差。

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。

为研究平稳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,采集并分析恒速变载与恒载变速平稳工况条件下液压马达瞬时转速波动与系统效率的变化曲线。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;在恒载变速的平稳工况条件下,随着电机转速的增加,液压马达转速波动减小,液压系统效率增加,在低转速时效率增加明显,高转速时效率增加减缓;在恒速变载的平稳工况条件下,随着压力的增加,液压马达转速波动增大,液压系统效率减小。研究结果为变转速液压系统在平稳工况下选择合适的电机转速和负载范围、减小液压马达瞬时转...

动力转向器总成出厂前必须进行综合性能试验,试验台架既要模拟汽车转向系统中的供油功能,还需要给转向器被动或主动加载,工作压力高,流量变化大,对液压系统的设计提出了较高要求。将试验台液压系统分为2个独立的子系统进行设计,使用电磁比例溢流阀根据程序设定自动调节系统压力,通过并联2个单向节流阀获得较大的流量调节范围,满足多种试验要求,采用定值减压阀和换向阀卸荷等多种措施保护仪器仪表。实践验证,液压系统设计合理,有效避免了液压冲击,工作稳定,噪声小,各试验参数便于设置和标定,满足试验要求,为类似设备的研发提供了可借鉴的经验。

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。