为了充分利用非线性调节系统的动态特性和受约束资源,以便根据先验未知参考信号快速和精确地控制轴向柱塞液压马达,提出了一种新颖的基于平坦度的旋转角度前馈控制策略。该策略能够实时地考虑相关的状态和输入约束,即利用当前可获得的信息进行在线控制,而不依赖于在线优化。利用微分平坦度特性,通过切换状态变量滤波器,导出前馈控制器,并考虑轨迹规划器的现有状态和输入约束。最后,通过Matlab/Simulink仿真研究和轮式装载机测试进行了实验分析。结果表明,相比无约束情况下提出的旋转角度控制器的转换时间缩短了49%,具有更优的实时控制性能。

比例阀控制的柱塞缸系统存在PID参数手动整定繁琐的问题,为了解决四配流轴向柱塞马达变量机构的控制参数整定问题,提出了一种基于粒子群算法(PSO)的并行协同设计方法。首先,采用了伺服比例阀和与斜盘固定连接的角位移传感器组成的PID闭环,对四配流轴向柱塞马达斜盘倾角进行了控制,改变了四配流轴向柱塞马达的输出轴转速;然后,采用Simulation X,搭建了变排量四配流轴向柱塞马达和阀控变量机构的模型;最后,提出了一种脱离液压仿真软件平台的基于粒子群算法的并行协同设计方法,解决了四配流轴向柱塞马达变量机构控制参数整定问题,并将其用于PID参数自动寻优整定,以减少控制系统跟踪误差。研究结果表明:与未经优化控制参数的系统相比,优化控制参数后,马达斜盘摆角的超调量减少了21%,柱塞腔内部的压力峰值降低3.4 MPa,马达转速平稳;该结果可为后...

轴向柱塞马达是液压系统中执行机构的动力元件,其运行过程中产生的振动和噪声严重时会引发传动失效、流体泄漏等重大问题。基于TPA分析法,对轴向柱塞马达运转中的振动、噪声产生机制及传递路径进行理论分析。基于AD⁃AMS和AMESim平台,以机械结构为核心,引入流体动力特性,搭建轴向柱塞马达机-液耦合模型,对其动、静态特性及运转中振动、噪声产生机制进行了进一步分析,指出通过优化配流盘和马达外壳结构可实现减振降噪的目的。对比相关文献中轴向柱塞马达参考数据,输出特性等方面相对误差小于6%,且运动特性符合理论模型,优于现有轴向柱塞马达仿真模型,验证了机-液耦合模型具有较好的计算精度。以仿真评估代替物理样机总体性能评估,能最大程度缩短产品研发周期,降低研发成本,其振动机制分析又可为柱塞马达结构优化提供理论依据。

液压马达作为液压控制系统主要输出执行元件之一,它的性能对整个系统的性能有着重要的影响,其性能的好坏直接影响整个液压系统运行的可靠性和稳定性。利用AMESim软件工具建立轴向柱塞马达模型,通过仿真并输出动态曲线,验证和分析柱塞马达的设计性能达成情况,为物理试验以及产品优化提供依据。

为了对液压马达的泄露,柱塞排量特性,马达扭矩特性方面的分析,同时补充关于液压系统中马达的仿真研究直接利用模型库模型进行搭建的不足,运用Amesim软件对定排量两配流窗口轴向柱塞马达进行了建模和仿真分析。在恒流量油源工况下探究其进出油口相通以及在不同惯性负载情况下,马达输出扭矩特性的变化规律。通过对仿真模型的分析,在之后配流方式的分析和改进阶段,能够有效便捷地发现各参数变化对两配流窗口马达的作用和工作性能的影响,同时可为四配流窗口轴向柱塞马达的配流方式以及配流结构设计提供参考。

斜盘是双侧驱动轴向柱塞马达实现液压力平衡的关键零部件之一,能否合理设计斜盘结构对整个马达的性能有很大的影响。基于双侧驱动轴向柱塞马达,引入了新型斜盘结构,分析了柱塞及滑靴运动轨迹对斜盘尺寸的影响。结果表明：各个斜盘斜面的倾角、各排柱塞直径及分布圆直径、滑靴相关尺寸等对斜盘尺寸都有一定的影响,以此为基础采用新的设计方法对斜盘进行设计,并通过实例计算与校核证明该设计方法有效。该研究可为双侧驱动轴向柱塞马达结构设计提供指导。

五、轴向柱塞马达 图10表示轴向柱塞马达的工作原理。当压力油输入时，处在高压腔中的柱塞2被顶出，压在斜盘1上。设斜盘作用在柱塞上的反力为FN，FN可分解为两个分力，轴向分为F则和作用在柱塞上的液压作用力相平衡。另一个分Fr使缸体3产生转矩，马达输出轴与缸体采用花键连接。由于缸体转矩的作用而驱动马达轴转动输出转矩。

介绍了采用计算流体动力学分析轴向柱塞泵和马达内部流动及空化的基本原理，以某型轴向柱塞泵和某型静压传动装置的轴向柱塞马达为例进行了数值模拟。对于某型轴向柱塞泵，计算结果表明第二种配流盘可在一定程度上减小压力冲击，但两种配流盘抑制空化的效果接近；对于某型静压传动装置的轴向柱塞马达，计算结果表明气蚀破坏主要发生配流盘低压区腰型槽靠近上死点的内壁面，需要增加减振结构。对气蚀破坏的计算结果和试验结果进行了对比。

针对四配流窗口轴向柱塞马达实验成本高、研发周期长提出了建立四配流窗口轴向柱塞马达虚拟样机仿真实验方法。首先利用Recur Dyn和AMESim软件建立四配流窗口轴向柱塞马达的3D动力学模型和1D液压系统模型;利用ANSYS软件对四配流窗口轴向柱塞马达部分几何模型进行模态求解生成四配流窗口轴向柱塞马达模态柔性体（R-Flex）多柔体动力学模型;利用Recur Dyn和AMESim软件间接口技术实时传递与共享机械系统模型和液压系统模型间的关键参数信息完成虚拟样机模型构建;最后通过动力学求解得到四配流窗口轴向柱塞马达在不同工况下的动态应力应变实现四配流窗口轴向柱塞马达虚拟样机仿真实验。为四配流窗口轴向柱塞马达的实验研究、特性分析、结构优化及疲劳可靠度预测等提供重要参考和依据。

提出在液压马达进出口并联节流阀的方式,用于模拟液压马达内泄漏故障的实验方案。在AMESim中建立轴向柱塞马达模型,将调整泄漏子模型BAF01径向间隙所得的内泄漏故障数据,与调整马达进出口并联的节流阀开度所得的内泄漏故障数据进行对比,验证方案的可行性。运行仿真后,对比调整泄漏子模型与调整节流阀开度所得的内泄漏故障数据,可得液压马达输出扭矩Pearson相关系数为0.99959,液压马达出口流量Pearson相关系数为0.99966,故障模拟实验方案是合理、可行的。