为了提高输出力矩较大的机械臂类机器人的人机物理接触安全性,本文设计了一种大转矩、刚度可连续变化的液压伺服柔顺关节。首先介绍了关节的结构、伺服机理以及阀控泄漏流量调节关节刚度的原理,然后建立了具有阀控泄漏流量的关节动力学模型,最后借助MATLAB/Simulink工具箱建立关节系统模型,研究了阀控泄漏流量对关节动态特性和刚度的影响。模拟结果表明,随着阀控泄漏流量的增加,系统的位置跟随性变差,位置误差相应增大,关节的刚度则随之降低。

以AGC伺服油缸的动态扫频方式为例,建立了伺服油缸动态测试系统的数学模型,并在其基础上解决了如何确定动态扫频过程中的采样速率(或采样周期),即k值以及扫频点数的选取问题。

指出原有液压压下控制方程存在的问题，并对该控制方程进行了修正。修正后的控制方程可应用于实际轧制控制中。

采用二自由度系统分析方法对四辊冷轧板带轧机液压AGC系统的物理模型进行简化 ,建立了系统的数学模型。在工程应用中 ,该方法简便、实用。

根据液压AGC系统的构成,同时考虑轧机辊系轧制力的影响,建立了热轧液压AGC系统的动态模型。分析结果表明,所建立的动态模型简单且利于分析轧制过程中各种因素对轧制精度的影响,为系统的优化设计及系统控制性能的研究提供了基础。

利用SolidWorks的二次开发功能,采用SolidWorks API调用等关键技术,以Access为后台数据库,通过Visual Basic编程完成AGC液压缸参数化设计系统,并利用该系统实现了AGC液压缸的参数化设计。

根据热连轧机自动厚度控制(AGC)系统和液压活套控制(LP)系统各自的特点,结合这两个子系统的模型,建立液压AGC-LP耦合系统模型。参照广义系统的标准选取了合适的控制目标,基于H_∞控制理论对组合系统进行分析,采用MATLAB鲁棒控制工具箱中线性矩阵不等式(LMI)求解方法设计了H_∞状态反馈控制器,使得系统达到性能指标最优。将使用H_∞控制器与传统PID控制器的AGC-LP耦合系统进行仿真比较,结果表明,使用H_∞控制器的系统有更好的动态和稳态性能,两个子系统相关变量的耦合也有所改善。

为了提高结晶器振动装置的整体性能,采用先进的电液伺服系统驱动方案,设计了液压系统原理图,建立了系统的数学模型并进行仿真。结果表明,动态元件参数对系统的控制精度、相对稳定性和响应速度有着显著的影响;采用电液位置伺服系统驱动的结晶器振动装置具有信号处理灵活、易于实现各种参量的反馈等优点。仿真结果验证了模型的正确性,可为实际生产提供理论依据。

利用SolidWorks软件建立偏转板伺服阀前置级流场模型,运用ICEM和Fluent软件计算分析前置级接收孔处圆角大小、偏转板厚度以及偏转板位置对偏转板伺服阀前置级压力特性的影响。结果表明,适当减小前置级接收孔处圆角半径,有利于提高偏转板伺服阀的灵敏度,当接收孔处圆角半径为0.05 mm时,前置级恢复压力曲线和压力差曲线的线性度最好,偏转板伺服阀的灵敏度最高;适当增加偏转板厚度,有利于提高偏转板伺服阀前置级的恢复压力,但会降低偏转板伺服阀的灵敏度;偏转板向左上偏转一定角度时,偏转板伺服阀前置级左右接收孔存在压力差,会导致作用于滑阀的合力不为零,不利于阀芯运动的控制。

电液力控制系统是一种高度非线性的时变复杂系统，其传递函数的分子中存在振荡频率较低的二阶微分环节，导致系统状态趋于振荡甚至不稳定，尤其是在系统负载刚度远小于液压弹簧刚度的情况下。针对上述问题，本文运用流量连续性方程和系统动力学方程，建立了适用于全工作范围的阀控缸系统的数学模型，在此基础上得出与输出变量相关的三阶微分方程。然后利用李雅普诺夫直接法的反演方式求解系统稳定条件，将其转变为二阶液压补偿器，并给出了具体的推导过程和构造方案。通过Simulink仿真对比分析了系统分别加入传统双惯性环节和二阶液压补偿器的校正效果，讨论了液压弹簧刚度与负载刚度的变化对系统特性的影响。结果表明，二阶液压补偿器能有效提高系统的稳定性并抑制谐振峰值;对于不同频率的正弦输入信号，系统可在0.12s内达...