为了改善航空发动机高空模拟试车台(简称高空台)液压加载系统的控制性能,解决手动调节控制精度低且闭环控制快速性较差的问题,提出了一种将开环模糊控制与闭环PID控制相结合的智能复合控制方法。首先,结合高空台液压加载试验特点和设备特性,利用真实试验数据基于最小二乘系统辨识搭建了系统的分段线性模型。其次,使用频域法设计参数调度的PID控制器,解决了手动调节控制精度低的问题。最后,结合试验操作人员提供的经验知识和历史试验数据结论搭建了模糊开环控制器,设计控制器选择模块和积分补偿模块,将模糊开环控制器与闭环PID控制器相结合形成智能复合控制器。通过仿真验证得出,智能复合控制器的控制效果在精度上明显优于人工手动调节,在快速性上明显优于PID控制器,调节时间缩短了39%~87%。

为了满足航空发动机高空模拟试验智能化需求,以高空台液压加载系统为研究对象,研究其试验智能运行的关键技术。通过深入分析液压加载系统设备组成及试验智能化存在的传感器数据利用不充分、控制精度不高和数据可视化展示不直观等问题,提出基于层次分析法的数据分组关联架构,设计数据融合架构对传感器数据进行预处理并对数据进行数据层、特征层和决策层融合。针对控制精度不高且须满足快速性的要求,提出一种基于设备特性与加载谱的智能复合控制框架用于智能化控制。针对液压加载系统子设备众多且易发生故障并存在性能退化的问题,提出基于深度学习的故障诊断方法与基于支持向量机的健康预测方法。同时,提出一种基于WebGL框架下的液压加载系统工艺流程可视化展示方法并建立了三维可视化模型,实现液压加载系统动态模拟的运行状态...

针对在实际工作中提升机过卷事故导致的立体车库提升系统的不安全问题,分析了提升系统的薄弱环节,并对其进行结构优化,提出一种新的轴承座安装方式;为完善立体车库提升机过卷缓冲系统,设计了一种过卷缓冲装置的液压系统,利用AMESim建立了系统仿真模型,分析溢流阀不同开启压力下过卷缓冲装置的性能,确定了溢流阀较理想的开启压力为8 MPa,并得到较理想开启压力下的被提升装置的速度变化曲线和缓冲油缸压力曲线。结果表明,当溢流阀开启压力为8 MPa时,缓冲时间为1.5 s,缓冲位移为0.52 m,振动幅度为0.1 m,过卷缓冲装置吸收了被提升装置的液压冲击,降低了被提升装置在终点的振动幅度,达到提升系统过卷保护的目的。

燃油系统作为飞机配电系统的重要负栽,地位特殊,作用重大。分析了飞机燃油系统的工作原理,运用键合图技术对该系统的主要用电器件燃油泵进行建模,通过Saber软件中的TLU(table look-up)方法构造了该泵的可视化仿真模型,继而在Saber Sketch中模拟某飞机燃油系统,分析相关参数变化对飞机配电电网的影响,仿真结果和实验数据基本吻合。

针对手部康复训练设备主要由主动驱动器驱动导致的安全稳定性差、容易造成二次伤害等问题,设计了一种用于手部康复训练的被动驱动交互装置。首先简单介绍了被动驱动器的结构、实现原理,在此基础上提出了一种两自由度手部康复训练交互装置设计方法,该交互装置在支架上设置两根相互垂直并处于同一平面的轴,轴的两端分别连接被动驱动器和数字编码器,手柄在两轴的驱动下能在两雏空间内运动并产生两自由度的力。接着分析了手柄受力与被动驱动器输出力的变换方法,最后设计康复游戏,与研制的交互装置配合,开展了脑卒中患者的康复训练试验,试验结果验证了康复训练交互装置对于手部康复训练的有效性。

飞机液压系统故障诊断是飞机故障预测与健康管理(Prognostics and Health Management,PHM)领域的难点。随着液压系统向高压化方向发展,其渗漏、增温、压力脉动导致的管道断裂,以及回油压力过高等诸多液压系统的致命故障发生的概率增加。通过液压系统试验台构成分析及仿真验证,建立了完善的飞机液压系统故障模拟试验台。制订液压系统故障模拟试验方案,在模拟试验台完成试验。采集正常状态、不同工况、预置故障试验和加速寿命试验的数据,获得可靠的飞机液压系统关键征兆参数。通过对比分析不同工况数据的时频特征,确定均方根可用于时域故障特征分析,小波包能量谱可用于频域故障特征分析。利用时频故障特征,通过正常及预置故障试验数据,验证了所提出的检测方法的有效性。

直升机液压系统在向主、尾桨操纵作动器提供液压能源时,为保证飞行的可靠性,当主系统发生故障造成失压时,由备份系统代替该主系统向操纵系统提供压力油。液控自动切换模块是保证主备份系统油路切换的组合换向阀块。分析计算了模块的主要结构参数,并通过导阀先于主阀换向的设计,来确保切换模块在主系统压力升降要求范围内实现主备份系统的自动平稳切换。利用AMESim软件建立了主备份系统切换的仿真模型,并进行了切换过程静动态仿真分析,仿真结果证明了设计的有效性及合理性。

体积弹性模量是液压工作系统中传压介质一个重要的物理参数,为求解超高压状态下液压介质体积弹性模量随压力的变化,论证了超高压状态下液压介质采用常量体积弹性模量的不适用性,构建了体积弹性模量修正方法,提出了一套用落锤液压发生装置测定液压介质体积弹性模量与体积相对压缩量之间关系的试验方案并通过了试验验证。验证结果表明,体积弹性模量修正后,压力预测准确度在2.0%以内,在压力外推2.5%的范围内,预报准确度在3.5%以内。测量结果可满足工程应用的要求,对于在超高压状态下或一些特定场合提高压力测量的精度具有工程指导意义。

充足的液压流量是飞控系统正常工作的基础条件。为在系统设计早期对需用液压流量进行准确计算,设计了一种基于模型跟踪的舵面需用偏转速率计算方法,解决了在飞机总体设计初期、控制律尚未设计时如何准确获得舵面偏转速率需求的问题,在此基础上结合不同飞行场景可对液压流量需求进行较为精确的预计。进一步考虑液压可用流量有限的现实约束,针对流量不足导致作动器低压和操纵失控的危险状态,提出了一种基于驾驶员意图识别的可用流量动态分配思想和算法,通过降低液压系统故障状态或飞行员极端操纵条件下的峰值流量需求,既避免了液压流量过设计,又保证了有限流量情况下尽可能实现飞行员操纵意图。

介绍了湿式离合器试验台缓冲控制系统的组成及工作原理,采用电液比例控制的方法,通过电液比例驱动电路驱动电液比例减压阀,实现对接合油压的控制。基于TLE7242-2G芯片设计了电液比例驱动电路,实现了PWM方波信号的输出控制。湿式离合器缓冲控制系统应用LabVIEW编写上位机控制软件,生成带有缓冲效果的控制信号,并且通过数据采集实现了闭环控制。通过实验数据验证,电液比例驱动电路输出信号稳定、准确,缓冲控制系统可有效用于湿式离合器缓冲控制。