为了提升四足机器人应对非结构化坡面的能力,提出一种面向非结构化坡面的位姿优化方法。根据四足机器人足端的位置估计了不规则坡面的角度和前进方向的角度并建立虚拟坡面;接着分析四足机器人在坡面行走时的稳定裕度和足端最远可达距离和最大跨越高度等坡面运动性能;然后利用稳定裕度、足端最远可达距离和最大跨越高度以及倾覆率等坡面运动性能通过加权构建单目标函数,并用海洋捕食者算法求解得到位姿参数的最优值,对四足机器人进行控制。最终通过MATLAB和Webots联合仿真,验证了所提位姿优化方法可以使四足机器人在应对不同场景的坡面时提升相应的能力,增强了四足机器人的非结构化坡面应对能力。

旋冲钻进系统作为钻机的核心传动系统,其动态性能直接影响整机装备的运行可靠性。针对常规PID控制器和模糊PID控制器存在参数设定主观性较大、整定较复杂,会导致旋冲钻进系统在复杂地层钻进过程中给进速度和转速控制精度不高的问题,探究了基于粒子群优化的模糊PID控制方法。基于钻机工作机理,设计了旋冲钻进液压传动系统;利用AMESim建立旋冲钻进系统仿真模型,对模型的合理性进行了验证;采用AMESim-Simulink-ADAMS联合仿真平台建立了基于粒子群优化的模糊PID控制方法的系统耦合模型。结果表明不同载荷下,相较于常规PID控制和模糊PID控制,基于粒子群优化的模糊PID控制能够有效降低旋冲钻进系统超调量,缩短调整时间,减小稳态误差,对系统起步阶段的振荡现象有一定抑制作用,具有更优的控制精度和稳定性。

为了在挖掘机实机定型投产之前更准确地验证各构件的设计参数,提出了一种利用离散元-多体动力学(DEM-MBD)联合仿真预测挖掘作业性能的分析方法。对某国产型号液压挖掘机进行了平地、斜坡工况下的多组实验测试,得到了对应工况的载荷谱数据。根据实验过程中挖掘机的挖掘过程以及料堆形状,利用动力学软件RECURDYN与离散元软件EDEM进行了联合仿真,还原了挖掘过程中挖掘机的作业状态。对比实验采集的载荷谱推导所得的数据和联合仿真数据,结果表明:联合仿真得到的各组油缸推力以及挖掘阻力数据与实验数据的相关系数均大于0.9,证实离散元-多体动力学联合仿真分析方法适用于挖掘机的挖掘作业性能分析。

以某型拖拉机悬架系统液压减振器为研究对象,分析其复原阀与压缩阀节流孔截面积比对整车减振性能的影响。建立162个自由度的拖拉机整车Recurdyn动力学仿真模型和液压减振器AMEsim模型,并将两者进行联合仿真,在高速和低速工况,对比分析等效阻尼系数相等条件下的节流孔截面积比大于、等于及小于1的3种方案对整车减振性能的影响。结果表明:为获得更好的整车舒适性,对于常在低速工况作业的农用车辆,液压减振器节流孔截面积比值适宜小于1;常在较高和高速工况行驶的车辆,节流孔截面积比值适宜大于1。该设计原则可应用于拖拉机和其他车辆液压减振器节流孔截面积比的选取。

针对传统掘进机截割部液压系统控制自由度低、背压高、灵活性差等问题,采用负载口独立控制技术对截割部升降油缸进行控制,实现升降油缸压力、速度独立控制。介绍截割部升降油缸负载口独立控制液压系统设计思路,提出了基于升降油缸2种工作状态的独立控制策略;其次,利用AMESim和MATLAB软件搭建了截割部机械-液压-控制联合仿真模型,通过对升降油缸伸出和缩回过程的阶跃控制仿真、正弦控制仿真以及工况切换控制仿真,验证了升降油缸负载口独立控制

针对伺服阀控缸作动器测试平台的物理模型，基于液压伺服方程建立了测试平台的数学模型，找出了电液作动器输出位移与负载模拟器输出力的耦合关联，并基于速度同步控制原理设计了多余力补偿环节。搭建了测试平台的AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真模型和实验平台，进行了多余力抑制仿真和实验研究。结果表明：多余力补偿环节能够有效抑制多余力，提高负载模拟精度，测试平台数学模型、联合仿真模型准确度较高。

针对目前恒功率控制机构结构复杂、成本高、对油液污染敏感等问题，提出了一种新型的轴向柱塞泵恒功率控制机构。介绍了新型恒功率控制机构的原理，对控制机构的静态性能进行了分析。应用ADAMS和AMESim建立恒功率控制机构的仿真实验平台，通过联合仿真对新型恒功率控制机构的动态性能及其影响因素进行仿真研究。研究表明新型恒功率控制机构响应速度快，超调量小，控制压力可以对轴向柱塞泵的功率实现良好的控制；柱塞直径、控制杠杆臂长以及功率控制增益系数对机构的动态性能有重要影响。

随着控制技术和高效节能需求的发展，对机电液系统的控制性能要求越来越高，传统的数字仿真已无法验证控制算法的真实应用效果，而通过实际系统进行验证又费时费力。为了充分发挥AMESim软件在机电液系统建模、LabVIEW软件在上位机监控和VC＋＋软件在控制算法实现方面的优势，通过AMES-im与LabVIEW的接口和LabVIEW与VC＋＋的接口，基于联合仿真技术开发了机电液系统控制算法的验证平台。实验表明，上述平台可以在保证仿真精度的基础上有效地缩短控制器的开发周期。

在EASY5环境下建立了萨克斯横向减振器的液压系统模型，通过将模型仿真结果与实验结果对比，验证了在EASY5下建立的减振器模型的准确性，最后在EASY5和ADAMS环境下建立了减振器的联合仿真模型，并对联合仿真模型做了扫频研究。从扫频结果可知，速度曲线随频率增加滞回现象越来越严重，示功图所包围的面积随频率增大越来越小，表明工作频率太大不利于减振器特性的发挥。

阐述了采用负载敏感技术的自行走全液压载重车转向系统的设计使用AMESim和MATLAB软件对转向系统进行了联合仿真分析了液压系统的动态特性采用带死区的PID控制策略。仿真结果表明与常规PID控制相比带死区的PID控制对载重车转向系统的控制效果更好通过与现场试验所得数据相比较仿真曲线与实测曲线基本吻合验证了仿真模型的正确性和控制策略的可行性。