】对采用以高速数字开关阀为先导的插装阀系统的电液位置控制系统进行了研究，提出了有效控制系统中４个高速数字开关阀的方法，并对系统对阶跃信号和正弦信号的跟踪性能作了研究。

空化现象的产生严重制约了轴向柱塞泵向高速高压方向发展,需要对柱塞泵的空化状态检测与智能故障诊断展开研究,因此,结合深度学习网络与非线性分类器的优点,提出了一种基于CBLRE(CNN+BiLSTM+RELM)模型的柱塞泵空化状态识别方法(检测模型)。首先,对不同空化状态下柱塞泵的一维原始振动信号进行了数据增强,并对其进行了标准化处理;然后,利用卷积神经网络(CNN)自动提取信号的特征,并对其进行了特征降维处理;利用双向长短期记忆(Bi-LSTM)网络学习特征序列的时间依赖性,利用正则化极限学习机(RELM)的非线性分类器对特征进行了分类,实现了对柱塞泵的空化状态检测与智能故障诊断;最后,为测试CBLRE模型的性能,搭建了实验平台,在此之上将CBLRE模型与其他模型进行了对比,分析了该模型在不同工况下的性能表现。研究结果表明:该模型的结构稳定、训练时间短,且...

高压(>35 MPa)、大排量(>500 mL/r)的轴向柱塞泵是大断面隧道掘进装备刀盘驱动系统的核心动力源,在高压、大排量的工况下,轴向柱塞泵的配流副油膜是最易损的摩擦副结构,直接影响柱塞泵的可靠性。为此,针对大排量轴向柱塞泵中球面配流副结构的设计问题,对不同结构配流副的承载特性及压力流量特性进行了研究。首先,采用计算流体力学(CFD)方法,构建了轴向柱塞泵整泵的流场模型,对油膜内关键节点的受力及压力流量特性进行了求解,并通过与台架实验的压力出口数据,对比验证了仿真模型边界设置的准确性;然后,对比分析了不同配流副结构的出口压力流量特性,分别对平面配流副、锥面配流副和球面配流副的泄漏特性及其承载特性进行了计算;最后,分析了不同曲率半径的球面配流副在出口压力流量特性、泄漏特性及承载特性方面的差异,提出了球面配流副...

当前油田用泵存在故障状态与故障判断模糊性大、状态评估指标片面、现场维修指导性不强等问题,针对这些问题,提出了一种基于模糊层次分析法的分析模型方法,并将其用于油田用泵的健康状态评估。首先,将9标度与失效模式影响和关键性分析中的严酷度一一对应,进行了两两比较,建立了判断矩阵,计算了权重向量,并通过一致性检验建立了权重矩阵;其次,根据监测数据计算出劣化度,将其代入隶属度函数中,生成了模糊判断矩阵;并在此基础上利用权重矩阵和劣化度模糊判断矩阵,进行了矩阵相乘运算,得到了健康状态评价矩阵,并按照最大隶属度原则实时评估了设备健康状态;最后,采用该健康状态评估模型,对油田注水系统中使用的柱塞泵进行了健康状态评估实验,以验证该模型的有效性。研究结果表明:该健康状态评估模型在工程中具有良好的实用性和可行性...

在实际工程应用中,有限的故障样本数量及噪声都影响轴向柱塞泵故障诊断的效果,所以,如何提高模型在小样本、噪声条件下轴向柱塞泵故障诊断的性能是一个亟待解决的问题。在样本数量有限、噪声条件下,采用基于深度学习的故障诊断方法会出现过拟合、诊断准确率下降的问题,为此,提出了一种小样本条件下基于原型网络的轴向柱塞泵故障诊断模型(方法)。首先,搭建了轴向柱塞泵故障诊断模型,并等量随机抽取了每个故障的样本以构建多个任务,模型使用一维卷积神经网络作为主干,每个任务中包含当前模型、支持集、查询集;然后,利用模型将样本映射到特征空间,在特征空间中,模型使用支持集的同类样本构建了原型点,并逐个将查询集样本与多个原型点进行了距离度量,实现了轴向柱塞泵不同故障的分类;最后,为了验证基于原型网络的轴向柱塞泵故障诊...

斜盘式柱塞泵通过配流盘进行进出口的高低压油液切换,其过渡区域的阻尼槽结构优化设计对于提升泵出口的压力-流量特性至关重要。为了有效地提高阻尼槽结构优化设计的效率,提出了一种基于多目标遗传算法的圆柱形阻尼槽多参数优化方法。首先,对配流盘阻尼槽的构型与柱塞泵的输出压力流量特性的关系进行了理论分析;采用计算流体力学(CFD)方法,对配流盘阻尼槽原始结构的流场压力-流量特性进行了计算,对其出口流量脉动特性与阻尼槽结构的关系进行了分析;然后,对不同阻尼槽结构的流场特性进行了计算,分析了阻尼槽半径、阻尼槽长度以及阻尼槽偏转角对输出压力-流量特性的影响规律;最后,采用了多目标遗传算法,以降低出口流量脉动和压力冲击为优化目标,求解得到了圆柱形阻尼槽的最优结构,并将其与原始结构的仿真结果进行了对比,以验证优...

为了完善柱塞泵柱塞副性能分析理论体系,研究了不同转速对偏心状态下柱塞副油膜润滑特性的影响。首先,建立了柱塞副油膜厚度场、压力场和温度场的数学模型;然后,采用有限体积法对雷诺方程和能量方程进行了离散化处理,并且采用超松弛(SOR)迭代算法对其进行了求解;最后,采用MATLAB软件对柱塞副油膜特性进行了仿真分析,获得了转速在一个周期内对压油区油膜压力场、温度场的影响规律。研究结果表明:柱塞偏载产生挤压效应,随着转速增加,油膜压力峰值增长得越剧烈,当转速为3000 r/min时,压力峰值达到63.87 MPa;不同转速下柱塞副油膜温度场形态基本一致,转速越高,柱塞偏心程度越大,温度增长速度越快,当转速为3000 r/min时,油膜出口处局部温度峰值达到62.2℃。该研究结果可以为进一步改善柱塞泵柱塞副的润滑性能提供一定的理论依据。

轴向柱塞泵是液压动力系统的重要组成部分,由于其发生故障时会产生严重的危害,所以对其进行故障诊断是非常有必要的。然而大量的工程实践表明,轴向柱塞泵往往会同时在不同的部位,以不同的形式表现为复合故障。由于轴向柱塞泵复合故障振动信号的多分量耦合调制特征及特征参数较难确定,所以针对此问题,提出了一种基于格拉姆角差场与深度残差网络相结合(GADF-ResNet)的轴向柱塞泵复合故障诊断方法。首先,对轴向柱塞泵原始振动信号进行了格拉姆角差场(GADF)转换,将其转换为二维数组,将数组以灰度图形式存储,得到了特征样本,并将其分为训练集与测试集,以多标签的方式进行了标记;然后,将样本输入到深度残差网络(ResNet)中,通过前向传播和反向传播方式确定了网络最佳结构和参数;最后,采用实验的方式,通过测试集验证了该模型的可行性和鲁棒性。...

针对履带式自移机尾偏载工况下履带不同步的问题,提出了一种基于模糊PID算法的马达同步控制策略。首先,基于履带受力的数学模型,采用AMESim进行了自移机尾液压仿真;然后,以多路阀为被控对象、马达角位移为控制变量、阀口开度为被控变量,采用MATLAB/Simulink建立了模糊PID的控制模型,并建立了AMESim/MATLAB的联合仿真模型;最后,通过调节多路阀电流信号,改变了多路阀阀口开度,实现了左右马达同步目的。联合仿真结果表明:模糊PID控制策略可以在3 s内实现左右马达同步目的,1 s内克服干扰;左马达转速的调节时间与超调量分别降低了1.97 s和35.53%。研究结果表明:模糊PID算法不仅可以提高抗干扰能力,还使系统获得了更佳的动态响应性能,可为后期井下煤矿开采中的履带防跑偏提供一定的技术参考。

传统的伺服电机驱动单变排量泵系统的稳定性较差,同时因其节流损失大,会引起系统的能耗过高,针对这些问题,对37 t液压挖掘机动臂差动缸系统的动臂能耗特性进行了研究。首先,根据双泵驱动动臂控制的工作原理,给出了“伺服电机和双定排量液压泵相结合,共同驱动动臂差动缸系统”的方案,推导出了差动缸的数学模型,利用UG软件建立了液压挖掘机的三维机械模型;然后,进一步在仿真软件SimulationX中,建立了37 t液压挖掘机动臂系统的仿真模型;最后,对变转速伺服定量泵直控差动缸系统的位置、速度控制特性以及能耗特性进行了仿真研究;为了验证上述仿真模型的有效性,搭建试验样机进行了实验,并将所得的实验结果与模型仿真结果进行对比分析。实验结果表明:在空载工况和带载工况下,动臂差动缸输出能耗分别降低了约40%和44%;与空载工况相比较而言,带载...