以微型土压平衡(Earth Pressure Balance,EPB)盾构机推进液压系统作为研究对象,介绍了推进系统的工作原理,对混入空气后的油液黏度和有效体积弹性模量进行分析,建立了推进系统数学模型,并对混入不同百分比空气的系统进行仿真运算,得到了液压缸位移响应和速度响应随系统含气量变化的关系。研究表明:随着液压系统空气含量的增加,液压缸位移响应发生迟滞,速度响应变慢,液压缸在运动时产生振动。结合各液压元件工作原理,依次对实际盾构机推进系统元件进行排气,最终排除了液压系统中混入的空气,为实现盾构机平稳推进提供了理论依据。

以演出场所水中升降台液压系统为典型案例,详细阐述超越负载马达回路液压系统的基本构成,分析归纳此类液压系统设计时回路及元件选择的特殊性。针对在系统调试过程中发现的安全性问题进行综合分析并彻底解决,确保水中升降台机械机构及其液压系统运行的稳定性、安全性和可靠性。研究对类似液压系统有一定的借鉴意义和参考价值。

针对数据量较小情况下的液压系统内泄漏的故障诊断问题,提出基于时间特征分割和降维谱聚类的故障诊断方法。使用db4小波对液压压力信号进行间断点检测,分割出高压平稳段的时域信号并提取其时域和小波域特征,然后通过主成分分析的方式提取有效特征剔除分敏感特征,最后使用谱聚类对泄漏的严重程度进行诊断。分别在液压缸、液压泵和换向阀上进行泄漏试验并进行故障诊断,与K均值聚类、密度聚类以及流形降维后谱聚类等多种方法进行对比,表明使用主成分分析加谱聚类的方式可以有效提取压力信号的敏感特征,具有更高的诊断准确率和稳定性。

电静压伺服机构属于泵控液压系统,驱动控制器将直流电转换为三相交流电以驱动伺服电泵旋转,进而使伺服机构产生往复运动。驱动控制器与伺服机构进行集成化设计可以有效降低强电电磁辐射,减小电缆长度,减少电接触点。但是在集成化设计中,需要降低直流侧支撑电容容量以减小驱动控制器体积。小容量支撑电容情况下,伺服机构作动时直流侧电压会出现不稳定振荡现象。通过主动缓冲的方法降低直流侧电压振荡幅度,满足集成化设计对直流侧电压稳定性和驱动控制器小体积的要求。

为了探究喷嘴挡板式压电气动微阀阀口密封宽度对阀口流动特性的影响,应用CFD技术,采用SST k-ω湍流模型,对不同密封宽度下阀口的流动特性进行了数值模拟计算。结果发现,阀口端面密封宽度对压电气动微阀阀口的流动特性有显著的影响,选取合理的阀口端面密封宽度,可降低阀口的压力损失,提升气动微阀阀口的过流能力;同时发现微阀流量-压力系数不受阀口端面密封宽度的影响。该研究为阀口设计提供了重要参考。

线控转向是提高煤矿铰接车辆在复杂环境灵活稳定运行的一项前沿基础技术,不仅能够提升铰接车辆转向性能,还是未来实现智慧矿山无轨辅助运输系统智能化、无人化的核心技术。针对铰接车辆线控转向技术,分析了线控转向系统的发展现状,阐述了线控转向系统应用于煤矿铰接车辆的优势,指出在应用过程中的痛点和难点;分别对线控转向系统的电液控制以及执行元件等在节能性和控制精确性等方面进行研究,归纳总结出适用于煤矿铰接车辆的电液泵控和电液阀控两大主流技术,分析对比了两种技术的原理和特点;聚焦铰接车辆线控转向的五大关键技术,提出了实现关键技术的路径;探讨了节能性、容错性、控制精度在未来的发展趋势。旨在通过对线控转向技术的研究,为煤矿铰接车辆转向性能的优化和实现自主行走提供科研思路,为更快地实现智能化无轨辅助...

针对煤矿水液压安全阀存在的严重气蚀问题,建立双排阀口的CFD模型,分析了不同启动次序和开口度的阀腔气相体积分数和压力分布云图,并得到其影响规律及最佳的阀口开启次序。研究表明:3种开启方式下,开口度为0.8~1.2 mm时气蚀均较为严重;同步开启时,综合抗气蚀效果最差,开口度为0.8~1.2 mm时极易形成涡旋,且对气蚀现象有扩大作用;阀口1,2依次开启时,阀腔内部的气穴气蚀现象也较明显,最大气相体积分数值达98.3%,气穴范围也较大;阀口2,1依次开启时,其阀口1附近尾椎部分高压区域可以补偿压降,从而降低阀芯内部流场最大气相体积分数,且在阀口2开口度为0.8~1.2 mm时,相对其他2种开启方式,最大气相体积分数和面积分别降低了25.7%,18.6%,抗气蚀效果最佳。

针对位移传感器在液压系统应用中存在的不足,提出了一种液压缸活塞杆的位移软测量方法。该方法基于泵控缸系统的伺服电机转速、转矩信号以及泵、缸、油液相关参数,建立其液压缸活塞杆的位移软测量模型。根据油液黏温、黏压特性补偿活塞杆的位移,以减少软测量位移误差,并在MATLAB/Simulink中建立伺服电机泵控缸系统模型和位移软测量模型。结果表明:所提出的位移软测量方法比位移传感器获取的位移精度略差,但响应速度快,是一种替代位移传感器来获取液压缸位移的有效方案。

针对当前国内外典型直升机电传飞控作动系统的技术现状,设计了一种基于FPGA和射流管式伺服阀的电气四余度、液压机械双余度直升机飞控作动系统,并通过仿真分析和工程试验的方法,验证了系统的关键技术和性能指标。分析和试验结果表明,该系统具有较高的集成度、频响、安全性和可靠性,为我国直升机电传飞控作动系统领域的技术选择提供了多选项。

由于复合储能式系统装载机的结构复杂,所以对系统的模糊控制策略要求较高,而现有的利用专家经验对控制器设定的模糊控制规则主观性较强,很难实现系统的最优控制。利用粒子群算法对模糊控制策略进行优化,并将优化后的控制策略通过MATLAB/Simulink所搭建的装载机整车的后向仿真模型进行试验仿真分析。结果表明:通过粒子群算法优化后的控制器控制性更好,且整车的燃油经济性更佳;通过dSPACE进行硬件在环试验,试验与仿真结果基本一致,进而验证了优化结果的有效性。