依托15.03 m超大直径泥水盾构机管片拼装的需求,结合汕头海湾隧道管片及密封挤压力的参数,分析回转直径为9.2 m的超大惯量管片拼装机负载分布与变化情况.根据分析结果优化了拼装机伸缩机构的结构尺寸,有效降低了伸缩机构的最大摩擦力;针对拼装机超大惯量变负载工况速度稳定控制的难点,设计管片拼装机回转液压系统,通过AMESim仿真分析变负载工况对系统的响应性能和速度稳定性的影响.研究结果表明,伸缩机构伸缩油缸的侧向摩擦阻力与导向套长度负相关;设计的液压系统不仅能够实现较大范围的调速要求,而且速度控制稳定可靠,能够有效降低负载交变对回转速度稳定性的影响.

提出将通用的插值补充格子Boltzmann方法(GILBM)应用于非均匀网格进行计算气动声学研究.通过顶盖驱动方腔流、低雷诺数圆柱绕流算例验证GILBM数值模拟方法的正确性.在此基础上,将该方法应用于高斯脉冲传播、周期性声源传播、二维圆柱绕流的气动噪声计算.研究结果表明,GILBM方法可以在非均匀网格上较好地模拟高斯脉冲及周期性声源声波的传播过程,计算结果与解析解较吻合.GILBM方法能够模拟非均匀贴体网格下的圆柱曲面边界由于涡脱落造成的气动噪声的产生和传播过程,可以较好地捕捉到近场及远场的声压传播.圆柱绕流声学特性呈现出偶极子现象,计算结果与参考文献较吻合,证明采用GILBM方法在非均匀网格中模拟声传播问题的正确性及求解气动声学问题的可行性.

为了获取非全周开口滑阀运动过程液动力特性,以油液流出U形节流槽方向为例,采用非一致性、滑移网格技术及UDF编程方法,研究阀芯运动速度、运动方向、进出口压差及节流槽个数对阀芯所受液动力的影响规律.研究结果表明,在阀芯运动速度低于0.1m/s,阀芯运动时所受的液动力与阀口开度一定稳态计算时的液动力相差不大,可以用瞬态计算近似稳态计算;阀芯运动速度越高,阀芯所受液动力与稳态计算时液动力偏离越大;当阀芯运动方向改变时,液动力出现滞环,速度越大,滞环越大且在小开口下出现液动力方向变化;进出口压差越大,节流槽个数越多,阀芯所受液动力增大,滞环越明显.

为了满足钢管生产过程中对钢管捆成形和包装的需要,对钢管捆自动成形电液比例系统进行了模糊比例-积分-微分(PID)控制研究.基于该系统的组成和工作原理,分析了双缸管排水平定位和竖直定位堆放控制问题,给出了管排竖直定位堆放误差的补偿算法.采用专家智能控制与模糊PID控制技术相结合,得到了具有二级结构的模糊PID控制策略,并对实际系统设计了相应的模糊PID控制器.系统控制结果表明,模糊PID控制器能修正各控制参数,提高了系统控制的自适应性和鲁棒性.与常规的PID控制器相比较,该控制器具有更好的系统运行性能.

为了提取受谐波和随机噪声干扰的信号中的冲击故障特征，提出基于平均组合差值形态滤波(ACDIF)和Teager能量峭度(TEK)的滚动轴承故障诊断方法.将对冲击成分具有不同抑制方式的4种基本形态算子两两合并加强抑制效果，组合作差反向提取出正、负冲击，构造出一组新的组合差值形态算子(CDIF)，通过比较分析选择其中2种CDIF的平均值作为最终滤波输出.针对滤波过程中结构元素(SE)的选择问题，采用TEK作为评价指标筛选最佳结构元素长度，有效提高了滤波处理的效率和精确度.数值仿真和轴承外圈故障振动信号的试验结果表明，利用该方法能够有效地滤除随机噪声和谐波干扰，提取强背景噪声下的冲击故障特征，滤波效果优于传统方法.

针对复合材料液压机电液系统中广泛存在的参数不确定性、不确定非线性和外干扰,设计基于非连续映射的非线性自适应鲁棒运动控制器.自适应控制器对系统参数进行在线估计,所估计的参数虽不能完全收敛到真实值,但可以限定在上确界和下确界范围内,满足鲁棒控制不确定量上、下界的要求;参数自适应律渐进消除了参数不确定性引起的模型补偿误差,保证输出跟踪可以拥有规定的瞬态和稳态响应性能.鲁棒控制律可以抑制未建模动态、参数估计误差和外干扰的影响.利用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性.仿真和实验结果表明,设计的控制器对所规划的运动轨迹具有精确的跟踪控制和强鲁棒的控制性能.

以液压电梯为试验系统设计了基于专家控制器和仿人智能积分控制器的两级控制器,选取运行过程中一个阶段的误差积分作为系统运行性能评价指标,由专家控制器根据上次运行结果修正仿人智能积分控制器的有关参数,增强控制系统的自适应性和鲁棒性,通过试验验证了两级控制器的优越性和选取的系统运行性能评价指标的合理性.

研究了一种改进的盾构掘进机刀盘驱动液压系统通过驱动功率优化配置实现系统的节能.液压系统由2个大排量液控比例变量泵与2个小排量的电控比例变量泵组合驱动8个液控变量液压马达.液压系统采用电液比例技术进行泵的排量控制通过包括有比例溢流阀和功率限制阀的液控回路实现了2个大排量变量泵的比例变量和恒功率控制通过电控系统实现2个小排量泵的比例变量和恒功率控制.建立了液压系统的AMEsim仿真模型仿真分析了液压系统的调速特性、恒功率特性及负载变化对调速特性的影响.试验研究表明这种多泵组合调速能满足盾构的不同工况需求.

针对倒拉式变频液压电梯的轿厢振动加速度超标现象，分析系统的动态特性以及系统中主要激振源对轿厢振动的影响．通过对电梯轿厢的原始振动加速度信号和液压系统的负载压力信号进行频谱分析，初步诊断轿厢测速装置中的啮合振动是引起轿厢振动加速度超标的主要原因．建立了系统垂直方向上8自由度的集中质量动力学模型．理论分析结果表明，集中质量模型仅适合于分析低频振动的影响．对整个系统进行试验模态分析，所得低阶固有频率值能与理论计算结果较好地吻合．分析结果还表明，存在与测速装置中啮合频率相吻合的频带，说明该装置确实是引发轿厢加速度超标的振源．采用相应的隔离方法来消除其影响，并通过试验证实了方法的有效性．

为了监控飞机液压系统的工作状况与液压油的性能,设计飞机液压含气量检测系统,介绍检测原理和组成.利用误差传播法,逐一分析影响测量精度的关键因素,得到系统的综合测量误差,满足设计要求;为了模拟含气量检测系统的工作条件,搭建测试试验台,通过Hypermesh仿真分析试验台结构的可靠性.通过密闭性能试验与气体状态试验,验证系统理论设计的正确性.重复性试验的数据表明,含气量检测系统的原理正确性、测试精度与理论分析相符,满足要求.通过温度实验,探究温度对航空液压油含气量的影响.完成应用在C919型号铁鸟台的飞机液压系统的试验,样机成功通过上海飞机设计研究院的验收.