针对液压泵故障诊断问题,提出一种基于局部均值分解(LMD)、形态谱和核模糊C均值聚类相结合的方法。首先,用LMD分解液压泵振动信号,得到具有物理意义的若干个模态分量(PFs);其次,选取含有特征信息丰富的3个PFs为数据源,采用基于峰度值、能量和均方差的评价方法,从这3个PFs中提取出各个尺度上的形态谱的3个平均值,将其组成一个向量;最后,采用核模糊C均值聚类方法(KFCM)对不同工况下所有样本进行聚类分析,对液压泵故障进行诊断。此外,将信号采用经验模态方法(EMD)分解、模糊C均值聚类方法(FCM)分析,结果表明LMD和KFCM分别优于EMD和FCM;该方法诊断精度高,是液压泵故障诊断的有效方法。

针对目前红花采摘的机械化水平低下、主要依靠人工采摘的问题,设计了一种梳夹式红花收获机,采用梳夹式的夹拔原理对红花丝进行采收。结合红花株高的不同,设计了一种可调整采摘高度的装置,并可调节采摘头转速,采摘头转速的调节范围为70~120 r/min,可根据植株生长的高度适时调节高度。通过综合计算,对梳夹式红花收获机液压传功系统的主要元件进行选择,液压元件有液压马达、液压缸、比例电磁换向阀、电磁换向阀、叠加平衡阀、液控单向阀等。通过对液压系统的性能验算和仿真分析可知,该液压传动系统能满足动力要求,验证了理论分析的合理性;通过仿真分析可知,该系统能够满足采摘工作要求,为梳夹式红花收获机提供了新的发展方向。

提出了一种基于经验模态分解和深度森林的方法,用于分析液压泵出口压力,从而进行健康状态评估。通过试验系统采集了不同工作时间下液压泵的出口压力信号,利用经验模态分解的方法对其进行分解,分别得到一组本征模态函数,提取其特征;结合原始信号典型时域特征,最终构成信号的特征向量。采用深度森林的方法进行不同健康状态的分类。实验结果表明,所提方法的分类结果准确率可达97%,采用经验模态分解和深度森林结合的方法可以有效提高液压泵健康状态评估的准确率。

为提高机械臂的负载能力和安全性,设计了一种承载能力大、刚度可变的液压机械臂。首先介绍了液压关节的转角自伺服原理及变刚度自适应机制,结合液压转角自伺服关节和变刚度液压被动随动关节完成了机械臂的结构设计。然后运用蒙特卡洛方法求解了该机械臂工作空间,证明其符合正常使用要求。最后基于ADAMS对可变刚度液压机械臂进行了动力学仿真,仿真结果表明该机械臂在低刚度状态下的碰撞力相较于刚性机械臂降低了约60%,为后续的结构优化与精度控制提供了重要理论基础。

液压系统作为航空装备的核心系统,其运行状态直接关系到装备的安全。为掌握航空液压系统故障演化规律,实现液压系统故障的诊断和隔离,在液压系统FMECA分析的基础上,确立需研究的液压系统故障模式及相对应的关键征兆参数,明确传感器布局优化过程中约束条件和布局方案,采用混合整数非线性规划(MINLP)模型描述其传感器布局优化问题,并采用枚举法求解该模型获得传感器布局的优化结果,优化后的方案可满足设计要求,达到了优化的目的,从而证明了MINLP方法和模型的有效性和实用性。基于MINLP方法的传感器优化布局技术可使液压系统监测系统整体布局更加合理、可靠,提升系统的测试性和可靠性,为实现液压系统PHM提供技术支撑。

针对液压悬置幅变特性难以计算的问题,提出了一种考虑解耦膜变刚度的固定解耦式液压悬置动特性快速预测模型。首先通过阐述固定式解耦膜的工作原理和特性,引入固定式解耦膜与金属笼的非线性接触力,依此建立固定解耦式液压悬置的集总参数模型;然后对解耦膜进行流固耦合有限元仿真,用分段函数描述解耦膜等效位移与非线性力的关系,并研究了解耦膜厚度、直径以及解耦膜与金属笼间隙等结构参数对变刚度特性的影响规律,采用BP神经网络建立了解耦膜刚度预测模型;最后,选择某固定解耦式液压悬置进行动态特性仿真计算,并与实测结果进行对比。结果表明文中提出的模型是准确的,且可大大缩短液压悬置动态特性预测的计算时间。

泄漏是液压缸的一种典型故障,及时诊断泄漏能够有效保障液压缸的效率性能并提高安全性。在阀控液压缸系统模型中引入Stribeck摩擦模型,建立接近实际情况的系统动力学方程;针对系统存在的非线性问题,采用状态反馈法进行系统状态空间建模;采用带有白色测量噪声的子空间辨识方法进行系统辨识,求解出系统的泄漏系数估计值以判别泄漏故障的存在、类型与泄漏程度,并通过MATLAB/Simulink平台进行验证。结果证明状态反馈法能够建立线性的系统模型,使子空间辨识法可以对泄漏故障进行诊断;带有白色噪声的子空间辨识法能够消除噪声影响,精确地辨识出每一处泄漏系数估计值。

介绍了当下汽车产业状况,分析了基于规则PID的控制策略和单纯性模糊控制策略的燃油经济性,结果显示,其在仿真循环的某些车辆特需工况(如急加速、紧急制动等),燃油经济性不能满足节能减排需求。因此,研究设计了一种基于模糊PID的控制策略,应用于液压混合动力汽车,仿真验证表明在模糊PID控制策略下,汽车发动机扭矩工作点分布等重要燃油经济性指标,符合验证要求,是一种有效控制策略。

为提高综采工作面超前支护的品质,采用现场实测和数值模拟相结合的方法对巷道超前段支护参数、架型结构等进行分析。基于"低初撑、高工阻"、非等强耦合支护策略,设计凹凸形机构、大缸径推移千斤顶等结构,实现超前液压支架被动支护与锚杆等主动支护系统协调匹配。开发的超前液压支架在多个矿区推广应用并取得了良好效果。

“液压与气压传动”是机制、机电专业中一门重要的专业基础课,但目前该课程多是以教师为主的填鸭式授课方式,课堂内容枯燥乏味,学生提不起兴趣,同时该课程理论性和实践性又很强,传统的教学方法难于培养相关岗位需要人才。基于此,本文以培养适应社会发展的应用型人才为目标,对“液压与气压传动”课程教学方法进行探究。