针对具有状态不可测的单出杆液压缸位置伺服系统,提出一种基于扩张状态观测器和鲁棒控制器的输出反馈控制算法。所构造的扩张状态观测器在观测系统状态的同时,对系统的匹配未知干扰进行估计,并在设计的控制器中进行主动干扰补偿,提高系统控制性能。理论分析表明,本文所提出的液压位置伺服系统输出反馈控制器能够保证闭环系统的所有信号有界,以及保证预定的瞬态和稳态跟踪性能,当系统不存在未知干扰时可使系统获得渐近跟踪性能。由仿真结果可见,系统跟踪误差最大约为0.03mm,相对跟踪误差约为0.02%,证明了所提算法的有效性。

为准确揭示机械结合面的弹塑性接触变形机制,通过对单一微凸体的接触分析,利用统计学方法建立了结合面量纲一实际接触面积、接触载荷与接触刚度模型,并基于模型进行仿真分析。结果表明结合面量纲一平均表面距离随着量纲一接触载荷的增加而减少;量纲一接触面积和接触刚度随着量纲一接触载荷的增加而增加,当量纲一接触载荷增加一定程度时,量纲一接触面积值趋于名义接触面积值,但量纲一接触刚度值与理想接触刚度值相差较远;当结合面处于弹性和弹塑性接触状态时,塑性指数越大,量纲一实际接触面积越大,而量纲一平均接触距离和接触刚度就越小;当处于完全塑性状态时,塑性指数越大,量纲一接触刚度和平均接触距离相应越大,而量纲一实际接触面积反而较小。

针对目前电液伺服主动悬架所存在的稳定性差、结构复杂及成本高等缺点,将先进的电动静液压EHA(electro-hydrostatic actuator)技术应用于汽车主动悬架设计中,设计了EHA自供能量式汽车主动悬架。根据该主动悬架的工作原理与结构特点,建立了EHA主动悬架系统的键合图模型;利用Matlab/Simulink软件,在随机路面谱输入下,对该悬架系统进行了天棚控制、地棚控制仿真策略的对比研究。在理论分析的基础上,进行了EHA自供能量式主动悬架样机的选型、设计与试制,并研制了试验台架系统。试验结果表明天棚控制EHA主动悬架作用下,车身加速度下降13.28%,悬架动挠度下降10.50%,验证了所设计主动悬架系统的可行性与控制效果。

超高强度硼钢越来越多地应用于高档轿车车体,但热冲压成形高温下硼钢与模具钢之间的润滑仍困扰着工程师。针对高强钢板的热冲压成形工艺中因大的摩擦力而导致高强板与模具磨损严重的问题,以氮化硼粉末为固体润滑剂,在不同粉末层厚度、载荷及转速下对高强钢B1500HS进行了一系列800℃高温销盘摩擦实验,并结合摩擦系数、润滑膜表面微观形貌及磨损情况对摩擦界面的粉末润滑机理进行研究。结果表明：粉末润滑工况相对于干摩擦工况接触界面的摩擦系数更小,多层粉末润滑剂喷涂工况下的摩擦系数略低于单层粉末润滑剂喷涂工况且波动性更大,摩擦系数随载荷和转速的增加而逐渐增大;低载和低速对形成可抑制金属表面氧化的边界润滑层具有良好作用,但随载荷和速度的增大,润滑层在对磨过程中被破坏挤出摩擦界面或继续堆积挤压成膜实现润滑,如...

环境振动是自然环境中一种普遍存在的能量方式,具有振幅随机、方向往复、频率低等特点。首先,设计了一种机械整流电磁式振动能量吸能器,其可将环境振动整流为输出轴的单向转动,实现直流电能的输出。其次,对吸能器进行动力学建模及输出特性的推导,仿真分析其在不同振幅、频率及负载电阻条件下的电压输出特性,并研究输出电压的影响规律。最后,开展定量输入下的吸能器输出特性实验测试。结果表明,该装置可将环境振动转换为连续不间断的直流电能输出;振动幅值、频率及负载电阻对输出电压均有影响,当振动幅值为50mm,频率为0.8Hz,负载电阻为100Ω时,输出电压峰值为14.2V,瞬时功率达到2W。

针对现今广泛采用的冷压装与注油压装方法展开研究,建立轮轴压装接触有限元仿真模型,探究过盈量对注油压装过程力学性能的影响,并充分对比注油压装与冷压装过程压装力、等效应力的区别,研究结果表明：注油压装方法压装力曲线呈先增大后减小的变化趋势;过盈量越大,压装力越大,且近似呈正比增加;注油压装方法相比冷压装方法,压装过程更平稳,作用力更小,且能充分避免应力集中情况,是较为理想的压装方法。

针对滚动轴承不同故障位置、不同损伤程度的振动加速度信号的智能分类,提出一种基于随机搜索与长短时记忆（long short term memory,LSTM）神经网络的滚动轴承故障状态识别算法。该算法直接利用原始数据作为非线性输入,避免因人工提取特征值造成的原始信息缺失;使用LSTM与深度神经网络的混合网络提高模型性能;引入随机搜索算法自动优化超参数得到最优的网络配置;使用不同量纲、不同来源、不同损伤结构的两类数据集对模型进行试验验证。试验结果表明,在两类单一数据集及随机混合数据集均可达到99.8%以上的诊断准确度,表明本算法具有较高的泛化能力和鲁棒性。与BP、支持向量机、粒子群算法最小二乘支持向量机、LSSVM、浅层LSTM等方法在同等试验条件下的诊断结果进行比较,本文算法具有更高的识别准确度。

针对机器人在配置评价与选型中存在的需求主观性与离散性问题,提出了模糊需求聚类与语言有序加权平均(linguistic ordered weighted averaging,LOWA)算子的耦合方法。利用模糊聚类分析确定需求间的亲疏关系,通过模糊需求标准化实现对需求特征的定量分析;基于LOWA算子将相对语言变量向绝对语言变量转化,采用综合指数评价法确定满足要求的机器人配置方案,为机器人的配置选型提供了新思路。以液压四足机器人选型为例,在多需求非结构化环境下,该算法为机器人腿部关节配置选择提供了更科学可靠的遴选方法。

为了解回撤吊车行走液压系统的输出特性，利用AMESim对回撤吊车满载情况下行走液压传动系统进行建模和仿真分析，得到其行走液压系统中液压泵、换向阀和液压马达的输出特性和参数。仿真结果显示，液压泵出口流量在开始时有一定脉动，但0.5s后流量趋于稳定，压力稳定在20MPa;液压马达的工作压力稳定在18.5MPa，其中液压阀处压力损失最大。该液压系统能够提供16.17kN·m的稳定转矩，输出参数能够快速到达稳定值。研究结果表明，行走液压系统能够很好地保证回撤吊车牵引80t重的重型设备，响应速度较快，动力足、工作性能稳定。

为了改善大流量液控单向阀在反向开启时的冲击特性减小振动和减少卸载时间选取了3种不同锥角的小阀芯以冲击压力30 MPa、流量1 000L/min作为基本参数通过冲击实验系统对不同小阀芯的动态特性进行了研究进而得出最优结构。结果表明：冲击卸载时锥角为60°的小阀芯的压力振动显著减小为28.45MPa;卸载时间明显降低为0.59s;流量上升梯度为1.068×106 L/min2较锥角为30°的小阀芯提高了1倍说明其开启更加迅速动态性能更优越;小阀芯锥角的增大可以有效减少液控单向阀在卸载过程中的压力振动增加其通流能力提高响应速度增强冲击性能。