对一种新型的先导式水压溢流阀进行了动态特性的建模和仿真研究,分析了多种因素对溢流阀动态特性的影响。仿真结果表明,先导阀尾端设置阻尼腔有利于提高先导阀的工作稳定性;在主阀口前设置合适的节流孔可降低主阀口的工作压差,减小阀口的气蚀,提高溢流阀的工作性能和使用寿命;主阀心上腔容积V12、先导阀入口容积V2、溢流阀入口容积V0对溢流阀的动态特性均有较大影响。

设计一种以G型π桥液阻网络为先导控制回路的新型电液比例溢流阀,分析该阀的工作原理,确定该阀的结构及设计参数。建立由π桥电液比例溢流阀液阻的流量压力方程和阀芯力平衡方程构成的稳态特性方程组,通过对稳态特性方程组的线性化处理,得到表述π桥电液比例溢流阀稳态流量压力特性的解析表达式,并由此推导出该阀在理论上实现调压偏差为零的参数表达式,为该阀的参数设计提供正确的计算方法。用数值计算方法计算液阻参数不同时的π桥电液比例溢流阀负载特性。研制π桥电液比例溢流阀样机,完成该样机在不同液阻参数条件下的稳态特性试验。试验与理论研究结果表明,π桥电液比例溢流阀具有比传统电液比例溢流阀更好的负载特性。

采用过应力模型,考虑局部撞击接触变形和自由梁动力响应中的材料应变率效应,提出能够考虑多次撞击接触行为的单轴压缩弹粘塑性局部接触变形模型,并结合有限差分方法和撞击与分离条件,研究刚性质量水平撞击弹粘塑性自由梁的全过程。研究发现,该水平撞击过程实际上是一个复杂的弹粘塑性次撞击过程,梁材料的应变率效应在局部接触变形行为和自由梁的动力响应行为中有着显著的作用,导致撞击力幅值、弹性变形和塑性变形等发生明显的变化。通过与三维动力有限元法的计算结果的比较表明,所提方法是合理的。

在前期工作的基础上,提出一种基于气体-颗粒两相流理论的颗粒阻尼改进模型。该模型将颗粒之间的摩擦效应表述为与碰撞效应一致的等效黏度形式,使得整个模型具有更完整的统一性,方便后续更深入的研究。单自由度（Single degree offreecdom,SDOF）系统的自由振动及强迫振动分析表明该模型相对于原有模型具有更高的预估精度。应用该模型并结合有限元法进行典型颗粒阻尼连续体结构——颗粒阻尼悬臂梁的强迫振动响应预估与分析。结果表明颗粒阻尼是一种较强依赖于结构振动幅值的非线性阻尼,其阻尼效果随着阻尼器的施加位置不同而存在明显的变化。为获得良好的减振效果,尽可能将颗粒阻尼器置于结构振动剧烈的部位。开发的气体-颗粒两相混合流的等效黏性阻尼改进模型对于更为复杂的颗粒阻尼结构的振动与声辐射响应预估奠定了基础。

现有机械抓手多为刚性结构,对被抓物品的自适应能力差。为实现柔顺抓取常采用欠驱动的方式,由此带来设计的机械抓手结构复杂、控制难度大的问题,而且通常只能应用于特定的目标对象。设计一种结构与控制简单、自适应能力强的软体抓手。该抓手由三个具有纤维增强结构的软体弯曲驱动器作为爪子协调配合实现抓取任务,气体的可压缩性与软体驱动器的弹性使此抓手拥有可对易损物品无损抓取的良好特性。选取合理的性能参数后,采用3D打印出模具浇注硅胶的方式制作出特性优良的驱动器,同样采用3D打印的方式制作抓手的连接基座,同时,整个装置的气密性通过独特设计的结构得以保障。该抓手配合UR机械臂抓取形状大小各异物品的试验结果表明该抓手抓取稳定、自适应能力强、控制简单并且能够很好地实现无损抓取。

基于装配集成式电子液压制动系统(Integrated-electro-hydraulic brake system,I-EHB)的车辆进行横摆稳定性控制研究。设计了基于直接横摆力矩控制(Direct yaw moment control,DYC)的运动跟踪控制算法,采用线性二自由度车辆模型得到了参考横摆角速度值,与实际横摆角速度值进行比较通过比例积分(Proportional-integral,PI)控制算法计算出附加横摆力矩。将附加横摆力矩进行控制分配,通过单轮制动方式分配至作用车轮,再转换得到各个车轮的轮缸目标液压力值。利用基于轮缸压力均衡控制方法来跟踪目标轮缸压力,通过查表确定当前压力差下的目标增压速率,采用公式法在线性范围内近似拟合占空比随目标增压速率变化关系,以查表求出的目标增压速率作为输入来得到控制电磁阀的占空比。搭建了该系统的硬件在环测试平台,在高低附路面上验证了控制策略的有效性。

面向汽车制动系统需求,提出一种新型线控制动系统——集成式电子液压制动系统（Integrated-electro-hydraulic brake system,I-EHB）,由电动机、滚珠丝杠副、次级主缸、踏板模拟器、踏板位移传感器和液压力传感器等部件组成。I-EHB液压力控制中系统存在摩擦等非线性因素的影响,造成时滞效应,控制精度低。针对该问题,将系统模型简化,采用Byrnes-Isidori标准型方法对系统进行分析,针对性地设计合理有效的控制算法对系统进行液压力控制,采用基于前馈-反馈控制和摩擦补偿的液压力控制算法。搭建试验平台,进行硬件在环台架试验,分别在不同幅值目标阶跃工况、不同频率的三角波和正弦工况以及梯形阶跃增减压工况下进行试验研究,以验证该控制算法在各种工况下的适应性。试验结果表明,采用该方法后系统响应速度快、控制精度高,系统性能得到明显改善。

在设计日前国内最大的装机质量达270t大型矿用液压挖掘机的动臂液压控制系统中，动臂抬升时采用多泵（四台主泵1供油，并通过阀外合流的方法满足动臂的速度要求，针对在动臂下降时，由于机械构件质量大、惯性非常大，导致下降结束阶段压力冲击大、下降速度慢、工作效率低的问题，提出动臂下降时采用比例再生阀，用流量再生回路实现能量回收，减小压力冲击，加快下降速度，同时提高系统工作效率。对挖掘机进行试验研究，结果表明，挖掘机加载最大试验负载25t时，所设计的液压控制系统可以完全满足动臂正常工作所需要的压力及速度要求，动臂下降采用流量再生回路后，动臂可以完全下降到位，下降时间由37S缩短至18S，速度明显加快，下降压力更平稳，且无明显的液压冲击，同时由于下降时无需液压泵供油，降低了系统能耗。通过试...

锻造操作机是核电、火电、轨道交通等重大装备制造的关键设备。针对锻造操作机高速、高精度以及可靠性的要求，对锻造操作机液压系统进行功能分析，在此基础上设计锻造操作机液压系统回路。锻造操作机液压控制系统包括夹持系统、提升俯仰系统、水平移动系统、缓冲系统、大车行走系统和夹钳旋转系统。采用平均流量法对液压泵站进行节能设计。在数学模型的基础上对液

通过对液压系统各类缝隙内流体泄漏的分析指出系统的内泄漏受温度、压力和混入空气量的综合影响;着重讨论了这三种因素对液压油的动力粘度、热膨胀性和压缩性的影响进而提出了综合考虑系统的工作压力、温度及混入空气量影响时缝隙内流体泄漏量的数学模型;借助于数值计算绘出了油液的泄漏量、动力粘度和体积模量随诸因素而变化的曲线并对其作了定性分析.综合考虑各种因素影响时系统的泄漏量随压力而呈现的峰值变化规律对工程实际有一定的指导意义.