为实现海底沉积物在原位环境的模拟测量,设计海底环境模拟三轴加压系统。通过围压、反压、轴压3个加压单元,组合实现模拟海底沉积物所受的水深压力和埋深压力。建立液压加压单元的数学模型,通过水介质的割线体积弹性模量方程得出不同条件下水的体积弹性模量,研究不同温度、压力和海水盐度对加压系统加压性能的影响。经过分析与测试得出每1℃温度变化、每1 MPa压力变化、每1‰盐度变化对加压系统加压效果的影响分别为0.36%、0.14%、0.21%;通过模拟环境波动引发水的体积弹性模量变化,导致测试仓产生0.6 MPa压力扰动变化,系统自动恢复稳定状态的调节时间不超过5 s。实验表明系统的超调量小于0.05 MPa,1~10 MPa的保压10 min内测试压力波动不超过±0.005 MPa。系统的压力控制特性和抗干扰性好,满足测量要求。

针对硬岩掘进机在掘进过程中产生的随机振动对先导式溢流阀的影响,建立阀在振动下的动力学模型。仿真分析了随机振动参数与阀体结构参数对先导式溢流阀动态特性的影响规律。研究表明,当先导式溢流阀受到横向或纵向随机振动时,随着白噪声方差增大,压力超调量基本不变,稳态下压力波动幅值呈波动性增加。随着白噪声均值增大,压力超调量逐渐增加,但稳态下压力波动幅值基本不变,横向振动对阀动态特性的影响程度要大于纵向振动。通过增大主阀前腔容积,先导阀弹簧刚度与先导阀前腔容积可以改善阀在随机振动下的动态特性。

以生活水站控制为背景，讨论一种参数自校正的仿人智能控制器。该控制器在控制过程中根据不同的偏差值对控制器参数进行校正，具有控制灵活、响应速度快、超调量小和稳态精度高的优点。实践证明，该控制器对生活用水调节具有良好的适应能力，当对象参数变化大时仍有较好的控制效果。

针对液压系统在极端工况下非线性特性明显,运行稳定性差的问题,采用了AMESim多学科仿真软件,对多能域耦合闭式液压系统进行了物理建模,通过对典型闭式泵控马达液压系统模型的仿真分析,研究了在不同油液含气量及温度工况下,油液粘度与有效体积弹性模量的变化对闭式泵控马达液压系统稳定性的影响规律;同时,进一步设计了机电液一体化实验平台,对不同含气量、温度工况下,负载阶跃上升与转速阶跃下降激励时的系统稳定特性进行了验证。研究结果表明:油液含气量和温度对闭式液压系统输出稳定性的影响较为明显,随着含气量增加,液压马达转速的超调量随着负载阶跃上升与电机转速阶跃下降,分别增加0.12%和0.18%,系统稳定性减弱;随着温度升高,液压马达转速的超调量分别减小0.09%和4.68%,稳定性增强。

针对以液压支架为基准的煤矿综采工作面自动调直存在的误差累积问题,对液压支架调直流程和控制方法进行了研究。通过分析每一个液压支架的调直流程,构建出了每一个液压支架推移公式,并推导出了直线度误差和超调量的数学模型;分别利用理论研究和数值仿真,对调直方法原理和效果进行了验证;在不同推移误差的基础上,对使用不完全补偿的调直方法的调直效果进行了分析,同时分析了不同补偿系数N对直线度误差和超调量的影响。研究结果表明:选取适当的补偿系数可有效地减小推移误差累积,使液压支架的直线度误差和超调量稳定在一定范围内;液压支架直线度误差和超调量稳定范围由液压支架测量误差和推移误差(δ_(p),δ_q,δ_o)决定;选择合适的补偿系数N可使直线度误差降低50%,具有更好的调直效果。

为了降低液压机械无级变速器使用的容积调速系统进行转速控制的波动性,设计了遗传算法(GA)优化PID的控制方法,并通过AMESim与MATLAB/Simulink联合软件开展了仿真分析。研究结果表明:通过GA优化PID控制方法进行优化后,转速达到了0.35%的超调量,经过0.25 s达到稳定状态,与传统PID控制方式相比,超调量降低了18.5%,所需调节时间缩短了0.17 s,显著降低了转速的波动性。采用GA优化PID控制方式进行优化,可以使系统获得更短的调整时间,达到更高效的响应性能,大幅减小了转速的超调量,显著提升了系统调速性与稳定性。使系统获得了更优的动态响应性能与转速控制精度,为最终满足工程应用提供了有利条件。

为加深理解液压系统弹性,从实例着手分析预期与设计的出入及其原因,以及解决方法。推而广之,设计时哪些工况可以不用考虑液压系统弹性,哪些工况整体弹性必须引起足够重视,需进行理论计算。首先对液压系统弹性分解,后对每个组成进行计算,最后进行汇总。

针对一个液压缸活塞杆与负载处存在传动链间隙的电液数字控制系统考虑了系统活塞杆运动越过间隙时所受力的突变过程、负载转动惯量较大及支点处摩擦力较大等因素建立了含间隙非线性和零阶保持器的电液数字控制系统数学模型利用Matlab/Simulink软件分析了间隙为固定值时不同采样频率下系统的响应特性。一个具体实例仿真结果表明：在含间隙非线性的电液数字控制系统中当间隙值一定时存在一个导致系统失控采样频率区当系统采样频率进入该区时系统超调量增加震荡和冲击加剧调节时间变长甚至出现极限环振荡而失控系统采样频率的选择必须避免进入该失控区内。

针对独立阻尼调压锥阀工况适应能力差等问题，提出一种复合阻尼调压锥阀，利用AMESim平台搭建系统仿真模型，与普通锥阀进行对比分析，并分析了复合阻尼调压锥阀减振调压的影响。结果表明：在一定结构参数条件下，复合阻尼调压锥阀具有更好的静态特性且动态特性得到优化；半锥角、孔径对复合阻尼调压锥阀减振调压能力有重要影响。

为解决某闲式泵控系统速度控制超调量大且响应慢的问题，提出了基于智能积分伪微分控制的速度控制方法。首先，建立闭式泵控系统的数学模型；然后，分析了一般控制算法的不足，引出了智能积分伪微分控制算法；最后，实现了闭式泵控系统的速度控制仿真，构建了实验平台。实验结果与仿真结果一致，验证了所提方法的可行性。