伺服电动缸以其优异的定位及推力控制等性能得到广泛的应用,但是目前的测试系统难以对伺服电动缸进行全面的动静态特性及加载性能测试.于是我们设计了一套伺服电动缸综合性能测试系统,其中配置了液压动态加载装置以及相应的控制检测单元,开发了相应的上下位机软件,因此能够对伺服电动缸的行程、精度、推力等重要指标进行快速自动测试,且具还有高效、稳定、操作方便等优点.

针对高压气动减压阀中滑阀式先导阀的缝隙泄漏,建立了考虑泄漏影响的数学模型,对减压阀工作条件和先导阀结构参数等影响因素进行了仿真.结果表明,降低减压阀输入压力、提高输出压力以及提高先导阀节流窗口宽度比等都能有效减少泄漏,仿真分析了泄漏对减压阀压力响应的影响,结果表明,泄漏能提高压力响应速度,但增大了压力超调且降低了压力稳定性,严重时还能导致振荡.仿真结果对于减压阀优化设计及其合理应用有较大参考价值.

针对液压阀生产效率低下的问题,本文采用了结合机器视觉的新模式来实现液压阀的钢珠自动压装,完成液压阀的坐标定位,压装面识别和压装效果检测等功能,有效提高了生产效率,保证了产品的质量。测试结果显示,该技术能实现钢珠自动填入动作,填钢珠准确率达到99.5%以上,将单个液压阀的钢珠压装耗时控制在4min左右。

活塞式流量标准装置具有结构简单、不确定度低等优点。基于位移-时间法原理,设计了一种主动柱塞式液体小流量标准装置,通过控制伺服电机驱动柱塞作匀速直线运动置换出缸体内流体,以实现稳定的流量输出。本装置可应用于浮子流量计、质量流量计、涡轮流量计及电磁流量计等检定校准,工作压力p max≤0.3 MPa,检定介质为纯净水,适用流量范围为20~2000 L/h。实验结果表明,装置流量稳定性优于0.015%,容积重复性优于0.012%,扩展不确定度为0.062%(k=2)。

动态流量计量性能是流量计的重要指标之一,动态气体流量发生源是研究流量计动态性能的必备单元。基于评价气体流量计动态性能的可行性与准确性,设计一种活塞式动态气体流量发生器。在理论分析的基础上,建立装置的AMESim仿真模型,获得目标动态流量曲线与活塞速度的对应关系。开发基于DSP的控制程序,并结合临界流喷嘴开展实验研究。测试结果表明:该装置可以稳定输出目标流量为1 m 3/h、频率0.1 Hz的动态气体流量。

针对并联机构强耦合性导致的运动学分析复杂、控制难度大、工作空间小等问题,设计了一种新型四自由度并联机构。采用螺旋理论分析了机构的运动特性,得知该机构具有两转动两移动自由度,可由4个移动副驱动;建立了机构的位置数学模型,得到了位置反解表达式,分析了运动部分解耦特性;对机构进行了速度分析,推导了速度雅可比矩阵;基于雅可比矩阵对机构进行了奇异分析,得到了机构的奇异位形;分析了机构的条件数指标,通过添加冗余驱动分支消除了奇异位形,提升了机构的条件数性能,并验证了该机构具有较大的工作空间。

为了解决气动位置控制系统的精确定位,提出了一种基于AIC准则的气动位置控制系统辨识。通过对气动位置控制系统分析,建立了系统数学模型,并进行了线性化处理。基于AIC准则建立了白噪声和有色噪声两种模型,找到了满足两种模型最小的阶次,采用增广最小二乘法实现对有色噪声参数的无偏估计;通过自相关系数检验了系统残差序列的白色性,验证了气动位置控制系统辨识模型的可靠性。实验结果表明:当幅值分别为1000 A和1200 A时,两种系统的传递函数基本等价,说明在相同阶次的逆M序列且幅值在一定范围内,不同系统对模型参数的辨识影响较小。

标准体积管是一种常见的检定液体流量计的流量标准装置,其结构简单、使用方便、应用广泛,特别适合现场校准,但目前仍缺乏对体积管发展现状进行系统梳理的研究。针对此问题做了深入的文献调研,主要研究内容为:回顾国内外标准体积管的发展历程;简述标准体积管的基本原理和应用场景;对比分析不同类型体积管的性能特点;归纳了体积管的未来发展方向,为下一代体积管技术研发提供参考。

pVTt因其精度高、结构简单、维护费用低等独特优势,已被许多国家用作主要气体流量标准。然而,由于进气和排气过程的稳定时间较长,其标定效率相对较低。为了缩短稳定时间,提出了一种具有主动热补偿的新型pVTt气体流量标准;介绍了新型pVTt标准装置的原理图;详细分析了气动状态变化和传热的数学模型;对热补偿的影响进行了数值模拟;进行了实验,结果表明,进气后的稳定时间可以从10 min缩短到1 min左右。

根据超高压气动技术规范，结合实际工况，自主设计试验台系统，开发了基于LabVIEW的试验程序，并进行了系统的试验。该试验台由高压气源、控制系统、模拟负载、检测及数据采集系统组成，适用于超高压气动减压阀及容积减压装置。它的成功研制对超高压气动减压技术的研究发挥了重要的作用，有助于超高压气动技术的发展。