针对自动模式下凿岩台车大臂摆动和俯仰因耦合运动难以控制的问题,提出一种大臂耦合运动串级PID复合控制算法。根据大臂机械结构简图分析大臂俯仰和摆动两关节产生耦合运动的原因;分析位置式PID、增量式PID分别适用于串级PID的位置环和速度环,设计出耦合运动串级PID复合控制算法,并解释具体推算过程;通过在样机试验平台上进行搭载测试,验证了该控制算法的有效性和控制系统的稳定性。研究结果表明:该控制算法能有效解决大臂耦合运动问题,串级PID内、外环配合使控制系统稳定性好;在阶跃信号下目标角度的超调量小(0.5%),在斜坡信号下油缸运动速度动态跟随效果好,其角度误差波动率最大为15.87%。

为了研究并列双钝体箱梁气动力的干扰机理,进行了双钝体箱梁在不同间距比下的数值计算,并与风洞试验结果进行对比。研究表明:数值计算所得的气动力系数变化规律与风洞试验结果基本一致,数值计算得到的可视化流场分布可以解释气动力的干扰机理;并列双箱梁之间存在明显的漩涡,这是上游箱梁阻力系数减小、下游箱梁阻力系数为负的主要原因;下游箱梁的顶板受到的风吸作用明显减弱,这是下游箱梁升力显著减小的主要原因。

基于Euler-Bernoulli梁模型,考虑了充气悬臂梁在弯曲载荷作用下弯曲轴力、自由端端板承受的压力、弯曲剪力及环向张紧力的综合效应,并从材料承载特性出发,认为应用＂最小主应力为零＂作为充气悬臂梁的起皱判据更为合理,并在此基础上推导得到了起皱角与弯矩的解析关系式。此关系式能实现两个重要的应用：1）计算充气悬臂梁的临界起皱载荷和整体失效载荷;2）划定起皱区范围及分析起皱区的扩展趋势。结合一个实际试验模型,开展了算例对比研究,获得了一些有价值的结论：结构的整体失效对应于起皱角与弯矩的关系曲线出现奇异处,而非起皱区完全扩展到整个横截面的时刻;依据最小主应力为零这一起皱判据所划定的起皱区边界线在弯曲对称面内的投影呈曲线分布而非直线。通过实验测试证实,分析计算结果与实验测试结果基本吻合。

开发了一种有腰部助力机构的可穿戴搬运助力机器人。通过一种多轴单自由度腰部助力机构,为搬运助力机器人提供腰部助力,实现了全程与穿戴者腰部很好的贴合。本文对可穿戴机器人的搬运助力效果进行了分析计算。为了验证机器人的原理,制作出了试验样机,并进行了不同载荷下的搬运助力实验。实验结果证明了机器人的合理性和有效性。

盾构主驱动是盾构刀盘切削土层的驱动单元,若主驱动出现故障导致盾构无法进行掘进,则需要开挖竖井进行维修。而对于穿越江河、海底的隧道,以及地面上存在庞大建筑物的隧道或隧道上方存在复杂管线的隧道,地面缺乏设置竖井的条件,盾构一旦出现故障无法进行现场维修或需吊运至工厂维修,这将直接影响到施工生产,甚至会导致工程失败。为提升盾构主驱动密封系统的密封性能和使用寿命,在分析盾构主驱动密封常见失效形式和失效原因的基础上,针对现有盾构密封系统的布局、结构设计和安装工艺的不足,总结提出密封安装结构设计优化和密封安装工艺优化的方案,以提升主驱动密封系统的密封性能,保障盾构施工安全稳定。

机械密封是否正常直接关系到设备的稳定安全运行,当设备发生故障时,我们有必要引起足够重视,一方面要在运行中加强监控,及时发现异常情况,并采取有效措施,防止事故的扩大。文章针对某核电站机械密封在运行期间出现泄漏量超标故障,通过理论分析和现场检查,确认了机械密封失效的原因,并结合现场实际情况优化了检修工艺,结合厂家意见制定了改进方案。

针对阀控电液位置伺服系统的非匹配干扰抑制问题,将滑模控制理论与反步递推控制器设计方法相结合,提出一种滑模反步递推控制方法;在滑模反步递推控制算法设计过程中,提出一种新的光滑连续的滑模控制律;对所提控制算法的稳定性及跟踪误差的收敛性进行理论及定量分析,并对该控制方法的可行性及有效性进行联合仿真验证。研究结果表明:该算法能够有效抑制未知非匹配干扰与输出抖动,其跟踪效果明显优于反步控制器以及PID控制器的跟踪效果。

分析了一种纯水液压锥阀的设计特点及其优势，根据质量和动量方程建立了数学模型，针对阀VI附近压力、速度变化大的特点，对该区的流型及压力分布情况进行分析，最后通过商业化CFD软件Fluent对其内部流场进行仿真和可视化分析。图形及数值分析结果表明，改变阀芯及阀座结构可以明显减小能量降和气穴的发生，对速度及压力梯度也有较好的改善。

锥型阀作为一种重要的液压控制元件,在液压系统中起着关键的作用。为了研究其动态性能,选取了一级和二级锥型阀作为研究对象,介绍了其工作原理和阀芯结构,建立了动态特性的数学模型,并借助AMEsim软件对锥型阀进行了模拟仿真,重点对比分析了关键因素对两种不同结构锥型阀的影响。研究结果表明:一级和二级锥型阀在开启瞬时的响应速度和稳定性以及从动态向稳态过渡的过程两者皆有较大差异,且二级锥型阀明显优于一级锥型阀。同时关键参数对两种结构锥型阀的影响程度也各不相同。

首先建立了纯水液压溢流阀的数学模型，然后利用Matlab软件的Simulink软件，分析了不同参数对其动态性能的影响。