针对液压惯性负载系统中的控制特性和节能问题,将二次调节技术应用到该类系统中。二次调节系统采用负载端变量调节形式,系统的控制性能好,并且能够实现能量的回收和重新利用。为了研究二次调节惯性负载系统的节能特性,针对不同的负载转动惯量对二次调节惯性负载系统节能效果进行了仿真分析和实验研究。仿真和实验结果表明,二次调节惯性负载系统在制动时具有很好的节能效果,在相同的制动条件下,外负载转动惯量越大,回收能量越多,回收效率越高。

针对现有气动式机器人力控末端执行器存在力控精度低和响应慢等缺点,提出一种非对称气电混合式力控末端执行器,采用变参数PID控制器对非对称气缸的气动力与永磁直线同步电机的电磁力进行协调控制,实现机器人连续接触式作业中接触力的实时补偿与精确控制.通过对气动系统、永磁电机和控制器等进行建模与仿真分析,研究其控制特性与力-位移特性.仿真结果表明,相比气动力控系统,气电混合式力控系统可有效消除摩擦力与跟随误差等引起的滞环和爬行现象,控制特性最大误差由9.2 N(2倍最大静摩擦力+动静摩擦力差值)减小至1 N,其力-位移特性最大误差由9.6 N(2倍动摩擦力+气动力波动)也减小至1 N,提高了力控精度,可提升机器人连续接触式作业质量.

为解决大功率自由锻造油压机高能耗的问题,设计了一种开式变量泵控油压机系统。采用ADAMS和AMESim建立了开式变量泵控油压机系统联合仿真平台,对其常锻工况和快锻工况的控制特性进行了仿真研究。基于600kN锻造油压机实验平台,对其常锻工况和快锻工况的控制特性进行了验证,并将验证结果与仿真结果进行了对比。研究结果表明开式变量泵控油压机系统能够满足技术要求,即常锻时操控性好,卸压无冲击,运行平稳;快锻(锻造频次80次/min)时,位置控制精度小于1mm。

针对无阀芯位移电液伺服阀死区引起的流量非线性问题,在分析电液伺服阀死区模型的基础上,设计得到了一种具有压差反馈的电液伺服阀死区补偿模型,实现了无需通过位移反馈便能达到对死区的补偿作用。模拟补偿电压信号增加到电液伺服阀的控制系统中,并通过设置比例流量阀在不同变化阶段的"电压-流量"斜率来达到快速补偿比例流量阀流量的作用。针对不同进、出口压差条件下的电液伺服阀死区差异,对电液伺服阀死区进行补偿分析。仿真结果表明:静态控制特性下,当进、出口压差从2 MPa升至6 MPa时,阀芯位移降低近0.1 mm(最大值),流量死区缩小约2%;动态控制特性下,所提出的补偿方法可以将电液伺服阀死区减小到3%,补偿方法是完全可行的。

转向制动阀是实现履带式液力推土机进行转向制动操纵的核心液压件,其控制性能的优劣对整机的的操纵性能有重要影响。对转向制动阀的结构、工作原理进行了详细分析和介绍,并建立了工作过程中的数学模型。在此基础上,基于SimulationX软件仿真平台,建立了仿真模型,研究结构参数的改变对转向制动阀性能的影响,重点研究了转向制动阀的控制特性关键影响因子对其性能的影响规律,并得出了重要的观点。可为转向制动阀的结构设计及性能优化提供理论参考依据。

根据挖装机的性能要求，分析了节流控制，负载敏感控制和LUDV控制三种阀控方式，得出LUDV控制更适合挖装机。液压泵选择LRCS控制。泵和阀联合控制使挖装机更为高效、节能，操作性能也得到改善。

在对比例电磁阀工作原理进行分析的基础上建立比例电磁阀线圈电流的数学模型;通过设计合理的试验方法研究控制电压、温度对比例电磁阀控制特性的影响;依据试验分析数据确定补偿方法及补偿表格;基于嵌入式控制系统进行验证试验通过补偿前后试验结果的对比可知该补偿控制方法具有一定的合理性、可靠性.