本文研究了时差法超声波流量计传播时间的测量技术,采用高性能的复杂可编程逻辑器件(CPLD)代替分立器件,以提高系统的稳定性和可靠性;利用超声波信号的自动增益控制(AGC)和复杂的逻辑控制实现信号的精确测量;利用逻辑分析实现倍频,使计数器的计数频率达到160MHz;通过软件和硬件方法实现传播时间范围控制和可靠性检验.实验结果表明,超声波传播时间误差在7纳秒以内,达到了设计要求.

本文根据传输流体的振动梁理论建立了新的直管科里奥利流量计理论模型，并用数值法在计算机上编程求解，最后，通过实验验证此理论模型。

介绍了时差法超声波流量计的结构原理和实现方法；采用锁相环路(PLL)技术，提高了系统的测时分辨率；在接收信号处理上，采用了对数放大电器、窗口、脉宽检测等技术，有效地提高了系统的稳定性和可靠性；模块化的软件设计方便了用户的操作，进一步提高了整机性能。

三偏心蝶阀依靠蝶板和阀座密封面的充分面接触实现零泄漏的密封效果,而密封面的加工制造精度对密封性能有着至关重要的作用。现有的密封面测量主要依赖离线测量的方式,存在着测量基准不统一、二次装夹造成的测量误差等问题。本文提出了密封面精密在位测量技术以及原始点云数据处理方法。针对被测密封面,提出波谷-聚类算法和考虑约束条件的法矢-曲面拟合算法,得出密封面的关键参数和加工误差。该算法较最小二乘法等算法在相对求解精度上提高了60%以上。现场在位测量的三偏心蝶阀密封面锥角与三坐标仪测量结果的相对误差仅为0.43%,满足测量相对误差±0.5%的要求,密封面在位测量技术的测量精度得到了有效验证,为今后高端阀门的精密测量提供了可靠的技术手段。

基于热传导理论,采用有限元方法对磁流变传动装置温度场进行了研究,并采用实验方法分析了温度对磁流变传动装置性能的影响规律。研究发现,该传动装置稳态滑差功率可达200 W,温度最低点出现在传动轴轴端处,最高点则出现在传动圆盘内外径之间,各点温度分布较为均匀;瞬态时,传动圆盘径向各处温差最大值达到80℃,热变形对微间距传动影响较大,现场实验温升曲线与有限元分析基本一致;温度升高降低了磁流变液的动屈服应力,但由于磁路磁阻及挤压增强效应影响,可以轻微提升磁流变传动装置的传力性能。

为揭示磁流变传动(magnetorheological(MR)transmission)界面间液膜的温升特性,以一种多盘式磁流变传动装置为研究对象,对传动界面间磁场分布进行有限元仿真分析,并采用实验方法研究了工作间隙内液膜的温升情况及分布规律,同时测试了液膜温升对传动性能的影响。研究结果表明:液膜温度沿工作间隙径向逐渐增大,并且温度差值随滑差时间越来越大,液膜沿周向温度分布基本均匀;滑差加载阶段,液膜温度随时间近似呈线性上升,且滑差功率越大,温升速度越快,在停机阶段温度下降缓慢,有必要采取强制散热措施以减缓液膜温升;液膜的温升将会导致其传递扭矩能力下降和动态响应速度变慢。

为了得到界面变形对磁流变传动装置传动性能的影响规律,总结了变形界面的产生形式,采用数值计算方法,从电磁场和液膜传动能力两方面分析了变形界面的传动性能,并进行了相关实验研究,结果表明:传动圆盘的正常变形量小于100μm,变形后工作间隙磁场变化量较小,一般小于0.01 T,约占工作间隙磁场的2%;变形对毫米厚度液膜传动性能的影响很小;对于较小变形量,界面变形并不能显著影响磁流变液的传动能力;对于较大变形量,由于磁流变液液膜剪切和挤压效应产生的剪切力作用,磁流变液扭矩传递能力有一定提升,但是这种剪切力不可调节,降低了磁流变传动装置的调节性能。

本文提出了一种离散鲁棒滑膜变结构控制方法，该方法包括两部分：带有积分控制作用的滑模控制和减少模型误差的鲁棒控制，该方法可以使控制系统跟踪任意或阶跃输入的稳态误差趋向于零。文事还导出了离散系统滑膜存在的条件，积分控制增益以及滑膜系数的确定方法。

介绍了中心液压能源对控制系统的要求,分析了用PLC实现主、辅控制功能的工作原理.该系统可以通过PLC自主实现运行状态的监测与控制,构成现场监控子系统,还可通过远程通讯上送其它实验台实现远程监控.PLC的应用大大提高系统的可靠性、灵活性和经济性.

介绍了增益调度的原理及其应用,并针对液压马达速度伺服系统的特点,提出了插值增益调度的实现形式.试验研究表明,与单纯PID控制器相比,插值增益调度使系统性能得到了大幅度提升.