介绍了用于动态力值计量的标准动态力发生装置研究的意义及国内外研究概况２，同时提出了标准动态力发生装置研究的方向。

为解决材料试验机测控系统功能单一、扩展试验复杂等问题,将基于Delphi语言的软件技术与基于单片机的自动控制技术结合应用到万能材料试验机的控制系统中。开展了针对通用材料拉伸、压缩等试验标准的分析,建立了万能试验机测控系统软、硬件与试验标准规程之间的关系,提出了模块化的上、下位机软件及硬件的设计方法;在建立测控系统上位机软件及下位机软、硬件平台的基础上,对提出的模块化实验设计方法进行了评价,并进行了多目标持荷试验、水泥胶砂抗压试验以及金属拉伸试验。研究结果表明,基于Delphi与单片机的上、下位机模块化试验系统方案能够满足各种材料试验标准需求,具有试验规程编制简单灵活的特点,解决了万能材料试验机功能单一、试验扩展复杂的缺点。

针对在大型正铲液压挖掘机工作过程中工作装置的运动以及零件的应力分布问题,在多体动力学软件MSC.ADAMS中建立了刚-柔、机-液耦合的虚拟样机,其中动臂、斗杆是柔性体,其模态中性文件在ANSYS中生成,其余为刚性体,液压系统在ADAMS/Hydraulics中建立;对整机理论最大挖掘力开展了分析,进行了最大挖掘力普查,得到了工作装置在不同位置产生的最大挖掘力;在ADAMS中对其进行了运动学及动力学仿真,分析了其在相应约束以及负载状态下以最大挖掘力挖掘和以一定效率挖掘,举升工况时部件的应力应变。研究结果表明,该仿真模型比典型的工况方法更全面地反映了工作装置的运动状况和部件的强度状况,提高了计算精度和效率,可以为挖掘机结构设计优化提供较为可信的参考。

针对液压挖掘机工作装置中动臂模型设计时步骤繁琐、参数较多等问题,为了提高设计效率,利用数据库技术和UG软件的二次开发功能实现了液压挖掘机动臂模型的参数化设计。首先,通过UG软件对某型号挖掘机的动臂结构进行了建模;利用UG软件二次开发工具,并结合C++语言开发出了模型的控制程序和用户界面对话框;然后,运用数据库技术建立了动臂模型数据库,利用Access建立了动臂模型几何参数的数据库并注册了数据源;创建了对话框CDataChoice和CInsertDialog访问数据库,并调用模型的几何参数或对数据库中的参数进行了编辑和修改;最后,修改了系统的环境变量,通过输入或调用相关参数得到了所需模型。研究结果表明,该参数化设计方法可以大大简化建模过程,提高设计效率。

为解决挖掘机室内模拟加载实验中信号加载的问题,将通用循环工况的理论应用到挖掘机负载工况的研究中。首先,运用近似均值精度估计法计算了实验所需的样本长度,建立了样本统计误差与样本长度之间的关系,从而得到了某统计精度下的样本长度;结合挖掘机的实际工作过程,运用经验模态分解法获取了子样本序列,并提出了利用包络线寻找波峰位置的方法分割样本周期,对分割得到的样本信号作了统计分析,得到了各工作模式的通用工况;将所有工作模式的统计结果拼接,得到了挖掘机某工作条件下的负载工况;最后,对统计结果与样本信号进行了相似度验证。研究结果表明,采用该方法得到的负载工况与样本工况具有较高的线性相关性,可以用于挖掘机室内模拟加载实验。

针对液压缸运动加速度突变影响四足机器人运动平稳性的问题,对液压缸的加减速控制方法进行了分析,对液压缸的运动平稳性和特性等方面进行了研究,提出了7次位移曲线控制方法作为液压缸的位移控制规律。根据运动稳定裕量原则规划了四足机器人的直行步态,保证三足支撑机体时稳定裕量为75 mm。利用ADAMS仿真软件对所设计步态进行了仿真,分析对比了步态的运动学量、动力学量和位移控制规律的运动特征曲线,验证了步态的可行性。在四足机器人原理样机上进行了实验调试,并将试验与仿真结果进行了比较。研究结果表明,机器人能够根据规划的步态完成多个循环的稳定行走,通过7次位移曲线的应用提高了机身在整个行走过程中的平稳性。

为解决磁流变阻尼器的Bingham模型在拟合阻尼力-位移关系时"具有较高精度,但是无法准确描述阻尼力-速度的滞后"的问题,基于传统Bingham模型进行了改进,应用分数阶微分形式的Bingham模型,更加准确地拟合了速度-阻尼力的滞回特性。在改进的模型中以分数阶导数代替了传统模型中位移的一阶导数,既能够描述磁流变液屈服后的粘性剪切流动,又包含磁流变液体在低剪切速率下未屈服时的弹性变形。对一种磁流变阻尼器进行了实验,比较传统Bingham模型和改进分数阶模型阻尼力-位移和阻尼力-速度拟合的精度,分析分数阶微分项阶数与控制电流及阻尼力-速度滞后特性的关系。实验结果表明,分数阶微分形式的Bingham模型拟合磁流变阻尼器力-位移和力-速度关系,其精度均较传统Bingham模型有明显提高。

针对国内某汽车电子液压制动控制单元的混流装配线存在工作站数目过多、生产节拍不合理、作业负荷不均衡的问题,对该混流装配线进行了数学建模、自适应遗传算法求解和分析研究。首先,介绍了混流装配线平衡的基本概念,以及汽车电子液压制动控制单元的混流装配线;然后,在传统混流装配线平衡的基础上,综合考虑了工作站的数目最少、生产节拍最小、装配线平滑指数最小等3个目标函数,建立了混流装配线平衡的数学模型;之后,按照遗传算法的流程图,描述了改进后自适应遗传算法的步骤;最后,利用MATLAB编写了自适应遗传算法,求解了混流装配线平衡问题,并对装配线的运行结果进行了分析。研究结果表明:采用自适应遗传算法得到的优化结果明显优于采用传统遗传算法的结果,可减少1个工作站,降低工人与设备的成本;生产节拍增加2.66秒/件,可完成目标...

某新型液压式风机盘车驱动缸组同步控制精度较低,为了解决这一问题,对缸组在负载力扰动作用下的同步控制策略进行了研究,提出了一种基于粒子群模糊PID控制器。首先,建立了单个驱动缸的数学模型和缸组的同步控制系统模型;其次,采用粒子群算法对模糊控制器的量化因子K_(e)、K_(ec)和比例因子K_(u)进行了迭代优化处理,并对PID控制器的3个控制参数进行了整定;然后,将两只液压缸输出位移的差值作为反馈信号,并引入误差补偿器,形成了状态差值反馈;最后,在阶跃激励信号和恒定负载扰动信号共同作用下,应用Simulink对驱动缸组的同步控制进行了仿真,并将其结果与传统PID控制器和模糊PID控制器的控制效果进行了对比分析。研究结果表明:相较于传统PID控制器与模糊PID控制器,在粒子群模糊复合PID控制下,同步系统运行稳定,无超调现象,仅存在微弱振荡;同时,系...

针对航空液压管路故障识别困难的问题,提出了一种基于非线性自适应卡尔曼滤波器(NAKF)和深度信念网络(DBN)的液压管路智能故障诊断方法。首先,在传统卡尔曼滤波器(KF)的基础上,利用最小二乘法修正构造的Sigma点,消除高斯分布对Sigma点影响,提出了非线性自适应卡尔曼滤波器,并用其对仿真信号进行了降噪处理;然后,对液压管路实测振动信号中的随机噪声进行了去除,对深度信念网络模型参数进行了设计,并将液压管路数据集输入到深度信念网络模型中进行了训练;最后,基于同一样本数据,分别采用支持向量机(SVM)和反向传播神经网络(BPNN)等模型进行了训练处理,利用分类准确率等两个指标,对3种故障诊断模型进行了综合评估,对3种模型分类性能进行了对比分析。研究结果表明:采用NAKF-DBN智能故障模型得到的液压管路故障诊断准确率能达到99.72%,SVM模型和BPNN模...