提出了一种结合高斯模糊化和BP神经网络的汽车液压转向系统故障诊断方法。通过采集压力、温度、噪声、流量和泄漏量等信号,并对其进行高斯模糊化处理,将其映射为一组多元模糊集合,用于描述液压转向系统的状态。同时,使用BP神经网络对故障进行分类和回归预测,并通过训练集和测试集验证了模型的准确性和泛化能力。与未高斯模糊化的对照实验相比,高斯模糊化处理的方法表现出了明显的优越性,能够提高预测准确性、降低训练时间和计算量,并减小过拟合的可能性。因此,该方法可以为汽车液压转向系统的故障诊断提供一种有效的解决方案。

为确定某型航空发动机数控系统中主燃油控制系统特性,采用力平衡和流量连续方程方程,并结合AMESim软件建立主燃油计量模块、等压差模块、停车控制模块和整个系统的仿真模型。与试验结果对比,通过模型部件调试和模块优化确定高精度仿真模型;并利用AMESim线性分析和模态分析工具对主燃油控制系统的频域特性和固有频率进行了计算。结果表明:所建主燃油控制系统仿真模型特性与试验结果比较误差小于5%,系统固有频率与实测结果一致,可为主燃油控制装置系统的优化设计提供理论依据。

针对深海单、双边受压工况,通过有限元方法研究不同海深压力和压缩量对往复密封静态特性的影响,探究可能发生密封失效的危险区域。建立与接触应力、接触长度及密封压力相关的综合性指标平均裕度值,分析平均裕度值随海深压力的变化规律,单边受压时平均裕度值在40 MPa左右达到峰值,双边受压时随海深压力增加而减少,两种工况的平均裕度值均在最高海深压力时最低。因此,根据两种工况在120 MPa时密封压缩量与平均裕度值的对应关系,结合试验研究压缩量对密封可靠性的影响,进而得到满足全海深作业要求的设计平均裕度值不小于4.38 MPa,密封压缩量不小于0.4 mm。该往复密封结构应用于“奋斗者”号全海深载人潜水器可调压载装置,经过万米海试验证密封性能可靠。

液压腿足式机器人因其可承受大负载、具有更高的速度上限等优势被广泛应用于物资搬运、地形侦查等场景。伺服阀作为液压系统中的控制元件,与机器人作业过程的运动稳定性、地形适应性、节能等方面都存在着密切关联。目前腿足式机器人系统普遍应用喷嘴挡板式伺服阀,不同阀型号的选择往往只需要满足阀的频响、压力、流量等指标,并且伺服阀的数学模型也通常近似为低阶环节,这在设计中弱化了伺服阀对系统的影响。为探究不同结构伺服阀与控制系统最佳匹配问题,研究了增材制造旋转直驱式伺服阀在机器人位置控制系统中的性能,并将其与传统喷嘴式挡板阀作比较,分别建立其数学模型并在单腿试验台上完成实验验证。结果表明,在相同的流量压力需求下,应用旋转直驱阀的控制系统足端阶跃响应时间减少了14%,足端正弦轨迹跟踪误差减少了21%。

结合流场分析和拓扑轻量化设计方法对液力变矩器闭锁离合器外壳开展轻量化设计并进行实验验证。首先建立液力变矩器流场仿真模型,分析不同工况下闭锁离合器承载特性,从流场仿真中提取负载,采用有限元方法对外壳进行稳态力学分析,以校核其强度。随后使用基于密度插值的拓扑优化方法对外壳进行优化,从而获得具有指导性的设计方向。在此基础上采用实验设计方法研究各尺寸参数对外壳轻量化、强度等影响规律,并采用遗传算法对外壳的各项性能进行优化。最后,研制优化后的闭锁离合器外壳样件及液力变矩器样机并进行应力和性能测试,结果表明,闭锁离合器外壳减重10%,优化后液力变矩器能够满足使用要求。

水下压缩气体储能作为一种柔性规模的储能技术,是向可再生、可持续能源结构过渡的新兴推动力。水下管道输气过程中经常发生液体积聚,从而促使管道内单相流转变为复杂的气液两相流。由于不稳定的两相流动与管道之间产生了耦合作用,引起管道振动,进而影响水下压缩气体储能系统的运行。基于ANSYS对储能管道和管道支撑结构进行了有限元分析。建立了有限元模型并对管道进行模态分析,通过对比有无流固耦合下管道的固有频率,得出流固耦合的存在会降低管道的固有频率。并进一步分析管道固定结构对管道振动特性的影响,对比3种不同固定方式,发现固支-固支支撑结构相对比固支-简支与简支-简支抗振效果好。

为了满足电液伺服作动器控制精度及运行安全的需要,提出了基于CRIO架构的电液伺服作动器控制系统,该系统能够实现信号采集、故障报警、过载保护和双缸同步控制等功能。以伺服油缸双缸同步为研究对象,介绍了作动器液压工作原理及LabVIEW测控系统的总体设计方案,提出了积分分离PID算法的双缸同步控制策略,建立电液伺服作动器实物平台,经试验其运行效果良好,单缸伺服控制误差在±2 mm范围内,双缸同步控制误差在±4 mm范围内,满足工程机械底盘悬架、车桥结构应力、疲劳性能等测试需求。

APU进气管道的流场特性研究是APU进气系统设计中的关键部分,针对某型民用飞机APU进气管道外形对APU进气系统性能的影响进行了研究,为了分析APU进气管道及进气风门对进气系统总压力、压力恢复、进气畸变的影响,以某型宽体客机的APU进气管道和进气风门为例,利用CATIA软件构建了三维模型并利用Design Modeler进行流体模型填充和前处理,然后把模型导入至Fluent软件中进行流场的仿真计算,仿真过程中简化了进气管道和飞机尾椎的模型,选取了合理的边界条件,分析不同工况条件下进气管道的气动性能,仿真结果表明所设计的进气管道能够较好满足APU进气系统的需求,确定出了最优的进气管道结构尺寸,为后续的产品设计提供理论支撑。

燃油泵是飞机燃油系统的核心部件。燃油泵的工作环境恶劣,一旦发生故障,会对飞机的飞行安全造成严重的后果,所以对飞机燃油泵进行故障诊断至关重要。现阶段飞机燃油泵故障存在一些问题,如故障较为随机,故障数据稀缺等。针对这些问题,提出了基于深度迁移学习的飞机燃油泵故障诊断算法。首先,将飞机燃油泵和其他结构相似泵的数据分别作为目标数据和训练数据,利用小波包分解,对两种泵的原始数据进行特征提取。其次,对分解后的两种故障数据进行过采样处理,增加数据量。使用最大均值差异算法(MMD)作为衡量域损失的度量,并将其嵌入到1维卷积神经网络(CNN)结构中。使用该算法对数据进行训练,最终完成故障分类。实验结果表明,该算法相对于BP神经网络、LSTM以及CNN有更好的准确性。

针对液压挖掘机动臂系统举升时峰值功率大、下降时重力势能转换为热能浪费等情况,提出直驱泵控三腔液压缸动臂节能系统。该系统采用柱塞缸与活塞缸结合形成的三腔液压缸,通过伺服电机驱动定量泵控制A,B腔,C腔与蓄能器相接进行存储释放势能,并对蓄能器不同初始压力下对系统能耗进行分析。同时增设逆变器、电容等对马达工况回馈的能量进行电气式能量回收。MATLAB/Simulink建立直驱泵控三腔液压缸节能系统模型。在仅动臂升降工况下进行仿真,结果表明,相比直驱泵控差动缸,提出的节能系统可降低峰值功率36.64%和节能40.24%,实现高效的势能回收,取得良好的节能效果,同时系统运行速度最大误差减小了23%,进一步提高了系统运行平稳性。