针对传统阀控式锻造操作机夹钳下降时重力势能被浪费的情况,通过采用二次调节技术与原液压系统相结合,构建了一种节能型锻造操作机液压回路.基于该液压回路对夹钳重力势能的回收与再利用提出了恒压差的压力闭环控制策略,并且基于某企业100 kN锻造操作机进行了仿真研究.结果表明,这种节能型锻造操作机液压回路在满足系统控制特性指标的基础上,具有良好的势能回收及能量再利用效果,可以降低液压系统的能耗.

传统液压挖掘机回转系统是靠驾驶员的观测实现定位,生产效率和回转定位精度较低.为此,本研究基于手柄积分控制,提出一种速度位置复合闭环控制策略,根据设定运行速度和目标位置,设计期望的运行轨迹.为与通用的手柄操作模式相兼容,目标位置通过对手柄给定角速度进行积分获得.此外,同时加入压差反馈和速度反馈,提高系统定位精度和运行平稳性.研究中,以液压挖掘机为研究背景,构建了回转系统机电液联合仿真模型和试验测试系统,对控制策略可行性和有效性进行了验证和分析,结果表明,该方法对于不同期望位置,都可以获得较高的定位精度,定位误差仅有0.5°,且有效减小了位置超调和速度波动,回转位置闭环控制系统动态特性显著提高.

为了选择更适合于旋风分离器流场数值模拟的湍流模型,采用多种湍流模型对旋风分离器的内流场进行数值模拟,并将计算值与试验值进行比较.结果显示采用RSM(雷诺应力模型)得到的结果比采用标准k-ε模型的更贴近实验值,更适合用于强旋流流场的数值模拟,揭示了强旋流所具有的涡结构及各向异性的特点;采用雷诺应力模型及曲线坐标系下的SIMPLEC算法可以计算湍流各向异性的复杂三维流场.

棱镜机构是实现对位的关键部件．为提高对位精度，在棱镜的棱脊倾斜和偏转状态下，应刷动态光学理论推导出反射光线实际出射方向与理想出射方向的角度偏差以及实际图像与理想图像相对位置偏差的计算公式．提出了利用高精度、高速度的数字测微计和显微视觉系统分别实现棱脊倾角和偏转角的两步检测与调整的方法．通过实验和误差分析，验证了上述计算和调整方法的有效性．

针对典型的动态迟滞特征模型,提出了一种新型的迟滞补偿控制方法.通过乘以一个斜率转换因子, 将具有近似线性特性的理想迟滞模型转化成实际的期望输出模型.采用自适应滑模控制原理求取迟滞补偿控制量,以保证实际的迟滞特性能够达到期望的线性输出特性.仿真实验结果表明,该自适应滑模迟滞补偿方法能够有效地补偿动态迟滞特性.

为了方便平面W型微弹簧的设计和制造,对其刚度特性表征方面进行了研究.运用能量方法推导出平面W型微弹簧弹簧常数计算公式.通过镍质平面W型微弹簧的实际拉伸实验,对推导出的微弹簧弹簧常数计算公式进行了验证,公式计算结果与测试结果基本相符.同时在有限元模拟分析软件--ANSYS中进行了仿真计算,二者一致性很好.在公式和仿真计算的基础上,找出了各结构参数对其刚度的影响规律.研究结果为平面W型微弹簧的优化设计与加工提供了理论指导.

研究钟表机构微小型零件齿轮的齿向误差和位置误差对整个机构的影响．将有限元法和正交试验法相结合研究两种误差对整个机构耦合关系的影响；分别探求了齿向误差、位置误差极限。建立微小型无返回力矩钟表机构的有限元力学模型，并对钟表机构影响最大的位置误差和齿向误差组合进行有限元分析，验证所确定的误差极限值的合理性．该研究结果可为微小型钟表机构的设计、加工、检测、装配提供参考依据．

针对微小型零件边缘检测问题，提出一种宏观检测和微观检测相结合的边缘识别方法．首先根据分形理论。利用微小型零件图像的分形特征进行区域分割，检测出图像中的边缘区域；然后利用微观检测算子检测出微小型零件的边缘点；最后用最小二乘法拟合出微小型零件的边缘．实验结果表明，这种宏观检测和微观检测相结合的方法能够排除下边缘、背景和随机边缘的影响，准确地识别出具有统计特征的微小型零件的边缘，检测精度达到像素级．

滚动轴承是精密机床、特种车辆等重大装备的关键支撑零部件,其润滑性能直接决定了轴承的稳定服役性能,进而影响到重大装备的工作性能指标.基于理论仿真及实验研究,开展了油气润滑滚动轴承宽域润滑参数下的运行特性研究.结合多相流动分析技术,研究了高速角接触球轴承内部油气的流动状态,揭示了轴承内部油气流动基本规律.在此基础上,设计了滚动轴承润滑性能试验验证平台,实验分析了不同润滑参数对轴承温度的影响规律,获取了特定转速下温升最小的轴承润滑参数,证实了滚动轴承不同润滑参数对其服役性能的影响程度.研究工作对于滚动轴承宽域润滑状态下的服役性能分析提供基础依据.

为了探索液压机械无级传动实现自动控制的可行性建立了液压机械无级变速器的单参数刚性控制结构的模型研制了液压机械无级传动自动控制器及相应的控制软件通过台架试验验证了控制单元采用增量式PID控制算法的可行性并获得了一套可行的PID控制整定参数从而成功地实现了液压机械无级传动的自动控制.