在主手为液压力反馈手柄而从手采用液压缸位置伺服装置驱动的力觉双向伺服系统中,为解决从手与刚性物体接触时产生的震荡问题,提出策略切换控制算法。针对柔性负载,采用包含主从手力及位移的四通道式从端驱动型策略,使用主从手力之差驱动从手,再以主手跟随从手位移;在刚性负载下,为避免从手力突变影响位置环而产生震荡,采用不包含从手力的三通道策略;根据从手负载力和速度设计判断指标,控制两种策略的切换。通过刚柔性两种物体的抓取实验证明该策略对刚柔性物体均有良好的力反馈控制效果,并避免了原有的从端力驱动型策略在抓取刚性物体时产生的震荡问题。

液压系统中阀门(换向阀等)突然关闭时,液压泵的流量脉动频率和管道的基本频率相互作用,可能发生谐振。本文从理论上分析闭端管路系统发生谐振的条件,并给出了实例分析。结果表明,在安装液压元件时,换向阀至液压泵的管路应避开发生谐振的长度,以防止管路发生谐振。

系统地论述了三元件向心式液力变矩器内部三维流动计算方法。首先对各叶轮内部流场进行计算,画出其进出口压差与流量关系曲线,找到各叶轮的共同工作点,然后再考虑叶轮之间的影响,通过反复试算,逐步逼近实际工况点,较精确地计算出流场的压力和速度分布,并对性能参数进行预测。此方法以及揭示的压力和速度分布对该类型液力变矩器的设计与改进具有实际的指导意义。

针对挖掘机工作装置电液伺服系统中存在多变量、强耦合及非线性的特点,提出了CMAC神经网络与常规控制相结合的控制方法,很好地解决了挖掘机电液伺服系统位置控制问题。仿真结果表明,该控制方法具有较高的控制精度和鲁棒性。

提出了一种以提高液力变矩器涡轮输出功率为目标的换挡规律 ,运用 Matlab/ Simulink建立了仿真模型 ,验证换挡规律的正确性。结果表明 ,该换挡规律可以提高涡轮的输出功率 ,对改善工程车辆的动力性和节能有实际意义。

设计了液压伺服主、从机器手(简称主、从手),并对力觉双向伺服控制进行研究。零开口对称伺服阀的结构决定了需要主手的控制力信息通过控制器间接驱动从手,这一过程影响了系统的响应速度。本文采用主、从手的力偏差信号控制从手,用从、主手的位置偏差信号控制主手获得力觉反馈,这种新控制策略改变了从手跟随主手,主手感受从手力的常规控制模式,提高了主-从控制系统的响应速度,并可根据主手对从手的跟随来判断从手是否出现干涉等。

针对主从机器人系统双边控制策略的透明性问题,利用电液比例阀控制液压缸建立了单自由度主、从机器人临场感实验系统。在力和运动的双边控制中,采用力反馈伺服型、并行型和改进并行型3种控制策略,对空载、小刚度弹性负载和大刚度弹性负载情况下的位置和力跟踪性能分别进行了实验。实验结果表明力反馈伺服型、并行型的运动跟踪存在时间滞后,主手受力存在振动;与其他两种控制策略相比,改进并行型控制策略在小刚度和大刚度负载时具有较好的透明性。

通过对力觉临场感主从机械手分析 ,借鉴电随动主从随动控制系统的研究方法 ,结合液压主从操纵机器人的特殊性 ,综合考虑了对称型和力直接反馈型双向伺服控制系统的特点 ,提出了力位置综合型双向伺服控制算法 ,以位置误差和位置误差的变化率形成力反馈控制量 ,以从端受力形成力反馈控制量的增益。

将发动机、变量泵、控制阀、负载作为一个系统,分析了该系统各环节匹配的原理和方法.以泵出油口压力为依据,实现了动力系统-工况的自适应控制;以转速传感控制方式实现了发动机-泵的功率匹配;以变量泵出口流量为依据,由微机控制调节多路阀阀口开度,实现了负载-泵的功率匹配.克服了以往单纯采用压力或转速控制方式的不足,并采用模糊算法在线实时调整PID控制参数,实现了自适应节能控制.

开发了一种用于遥操作双向伺服系统力反馈工作的液压二自由度力反馈操纵杆．该操纵杆采用PID控制器控制的电液伺服系统进行驱动，可以有效地解决一般电机型力反馈操纵杆在刚度和响应速度方面不足的问题．介绍了系统的软硬件构成，并通过对系统运动性能的分析，设计了用于该系统的力反射型力反馈算法，最后通过实验验证了该算法的有效性．实验证明，该操纵杆具有较好的力反馈操作特性，能够满足遥操作系统力反馈工作的需要．