为解决农田平地机液压系统在复杂地貌平地作业时控制精度低、抗干扰能力差等问题,设计了一种基于混合扩张状态观测器(HESO)的反步滑模控制器。其中,HESO基于输出反馈信号估计系统未知状态和总扰动,并在前馈通道中进行扰动补偿;基于快速趋近律设计的反步滑模控制器输出连续光滑的控制量,增强了系统鲁棒性,克服了系统非线性与参数不确定性问题;通过Lyapunov稳定性理论对所提出的观测器和控制器稳定性进行验证,得到误差一致有界稳定结论;通过AMESim和Matlab/Simulink联合仿真与田间试验对本文控制算法的有效性和优越性进行了验证。在两条地貌情况较为复杂波浪地中单次平地和地貌情况较为相似的两田块进行3次遍历试验表明,使用本文控制方法,平地后高程相较于平地前标高的平均绝对误差、最大绝对误差、绝对误差标准差分别为0.053、0.146、0.037 m和...

挖掘机液压系统存在管道损失、溢流损失、节流损失及泄漏损失等问题,导致挖掘机作业过程中功率损失较大,能量利用率不高。为提高挖掘机液压系统功率利用率,以正流量挖掘机为研究对象,通过建立机电液联合仿真平台,针对多路阀压力损失较大的问题,提出改变主阀异形阀口区域过流面积的方法,以降低局部压力损失,提高液压系统的功率利用率。以铲斗联为例,改变铲斗主阀进出油口、合流阀口的过流面积及其之间的匹配,将铲斗动作的驱动效率提高了4%,降低了液压系统的功率损失,提高了液压系统的节能性能。

针对超高压应力增塑成形技术对压力和位置控制精度的需求,设计了一种超高压应力增塑成形装备液压系统,建立了液压系统的泵控缸数学模型和AMESim机电液仿真模型,针对液压缸速度波动较大以及压力控制效果较差的问题分别引入了模糊PID控制和三阶自抗扰控制策略。通过AMESim与Simulink的联合仿真验证了两种控制策略的有效性。仿真结果表明模糊PID控制器对梯形速度曲线具有良好的跟踪效果,液压缸速度跟踪误差小于0.0035 ms-1,明显消除了液压缸速度波动;自抗扰控制器提高了压力控制精度,压力曲线追踪阶段的压力误差小于0.05 MPa。整个系统的动态调节能力增强,位置和压力控制精度明显提升。

针对目前气动设备开发和教学过程中,三菱PLC程序调试必须结合气动实物进行开展的现状,描述了一种利用OPC技术,将常用气动教学软件FluidSIM和三菱PLC编程软件GX Works2进行联合仿真的方法。并通过一种四自由度机械手的仿真过程,验证了仿真的可行性。该方法能使自动化设备控制程序设计尽早开展,对提高生产效率,缩短开发周期有一定的借鉴意义;同时,该方法也能运用到相关的教学工作中,以解决实验设备数量不够,课堂效率低下等问题,也为学生在课后没有实物设备时,进行更进一步的学习提供了简便、可靠的实施方案,具有一定的参考价值。

利用三维建模软件Pro/E建立了挖掘机工作机构模型,将其导入动力学分析软件ADAMS。在ADAMS中添加约束,设置了材料属性、工作载荷等,构建了挖掘机工作机构虚拟样机模型。采用仿真软件AMESim建立了挖掘机工作机构电液控制系统仿真模型。搭建了虚拟样机与电液控制系统的联合仿真模型,对挖掘机在典型挖掘工况下的运动轨迹控制进行了联合仿真,仿真结果表明:挖掘机3个工作液压缸的实际位移能较好地跟踪目标位移,实现了挖掘机运动轨迹的闭环控制,为后续的试验研究提供了理论基础。

飞机起落架收放系统是以液压控制系统驱动起落架机构运动的综合复杂系统,涉及运动学、多体系统动力学、液压控制等方面内容。为研究起落架收放系统特性,以某型机工作原理和数字样机为例,采用Simcenter 3D Motion和AMESim建立了基于全机的起落架机构和液压控制系统的联合仿真模型。将起落架收放机构的负载仿真结果与某型飞机实测数据进行对比,两者基本吻合,说明该仿真可作为起落架收放系统设计及深入研究的依据。根据仿真结果,对起落架收放机构负载、收放速度以及液压控制系统的压力、流量响应特性进行了深入研究,同时对飞机各起落架相互作用的影响进行分析。

传统车辆换挡缓冲阀动态稳定性能差,将2D数字技术与缓冲阀相结合,能有效提高其重复精度且滞环小,但已有2D数字缓冲阀传动精度低且易污染。据此,提出一种压扭联轴器式2D缓冲阀。以重量轻、惯性低而且灵敏度高的压扭联轴器作为传动装置改进现有2D缓冲阀,利用AMESim实现主阀部分的结构仿真,在数学建模的基础上采用Simulink实现先导阀的特性输出,进行联合仿真,实现了不同工况条件的缓冲阀性能分析。仿真结果表明:基于压扭联轴器的2D缓冲阀缓冲特性与理想曲线趋势一致,验证了结构及仿真方法的有效性。

为了研究液压冲击器内出现气蚀的原因,通过反馈随动原理,系统分析了冲击器工作过程。基于数学模型搭建AMESim仿真模型,得到活塞和阀芯对应的速度曲线,同时结合PumpLinx软件仿真得到冲击器内流道瞬态流场,分析单个运动周期内的压力云图及流线图,从而确定气蚀问题产生的位置及原因。通过试验分析,验证了联合仿真结果的准确性。对解决产品使用过程中出现的薄弱环节及潜在隐患,进而提高其工作可靠性具有十分重要的理论和现实意义。

传统的挖掘机负载敏感系统利用1根阀芯同时控制着液压执行器的进、出口油路,在实现运动控制的过程中,造成了多余的节流损失,使得系统能耗大、效率低,为此,结合负载口独立控制技术,采用了5个二位二通比例阀作为主控制阀,设计了挖掘机工作装置负载口独立控制系统,利用机械动力学分析软件ADAMS建立了挖掘机工作装置的动力学模型,利用液压系统仿真软件AMESim分别建立了负载敏感系统仿真模型和负载口独立控制系统仿真模型,分别对两种系统在平整土地作业工况进行了联合仿真分析。仿真结果表明:挖掘机的动臂缸、斗杆缸、铲斗缸在两种系统中均能很好地完成指定运动轨迹,而且相较于负载敏感系统,负载口独立控制系统的节能效率明显提高,平均节能效率可达到14.47%。

为提高液压冲裁机的工作速度和精度,采用电液比例换向阀控制下压液压缸,构成冲裁机电液比例位置控制系统。利用AMESim和MATLAB/Simulink模块进行联合仿真,设计模糊控制规则和模糊PID控制器,对比分析原系统与采用模糊PID控制的系统的位置控制性能。结果表明:加入模糊PID控制的系统响应速度快、无超调、信号跟踪能力强、鲁棒性好。