急待开发的故障诊断专家系统杨吉栋随着工业发展的需要，结构更复杂、精度更高和更可靠的新的气动控制系统相继问世。如日本ＣＫＤ公司的电控可变速气动控制系统，德国ＦＥＳＴＯ公司的电／气伺服阀的位置控制系统等等。这些高级气动控制系统无疑会产生巨大的经济效益和社...

利用ABAQUS软件建立了高压氢气环境下橡胶O形圈静密封结构的有限元分析模型,研究了高压氢气作用下由于橡胶材料的吸氢膨胀对O形圈变形及应力的影响,探讨了不同初始压缩率、氢气压力、沟槽间隙、有无挡圈等工况下O形圈最大Von Mises应力、最大剪切应力和最大接触应力的变化规律。结果表明:高压氢气环境下,吸氢膨胀会导致橡胶O形圈的截面高度和面积的增加,但对O形圈的应力基本无影响。增加O形圈压缩率会提高初始安装工况下的接触应力,有利于初始密封的形成,但当介质压力较大时,过高的压缩率会显著增加剪切应力,导致O形圈发生剪切破坏。相较于低压工况,高压下密封沟槽间隙对O形圈的Mises应力和剪切的影响非常显著,较大的沟槽间隙会使O形圈发生挤出和剪切破坏,而安装密封挡圈可明显改善O形圈的变形和应力情况,有效防止O形圈被挤入沟槽间隙,...

为提高高压水射流在辅助大型沉井沉降施工中的效率,对水射流关键元件喷嘴进行选型和结构优化,要求射流具备高能量、低衰减特性。从4类回转形喷嘴中优选速度衰减小的喷嘴,确定合理的速度衰减研究指标,再结合尺寸参数设计正交实验,利用回归分析建立预测模型,可以确定各个尺寸参数对速度指标的影响程度。由高压泵站输入压力和流量确定喷嘴的最大直径,再由预测模型确定最佳喷嘴是出口直径2.8 mm、入口直径5.26 mm、收缩角为12.3°的锥形喷嘴。

双向切换电磁阀广泛应用于运载型地面供气系统,阀位直接影响供气系统的压力变化。利用试验和仿真方法对双向切换电磁阀进行了研究,发现在先放气后断电再供气时,常闭侧存在窜气现象,通过在常闭侧背压腔增加复位弹簧的方式对结构进行了优化。结果表明:在常闭侧背压腔增加复位弹簧可以有效避免复杂工况下的窜气现象,常闭侧窜气量随着复位弹簧力的增加而减少。通过试验和仿真方法可以优化电磁阀的动态特性,对双向切换电磁阀的产品设计具有指导意义。

针对磨削和抛光等对恒力控制装置的迫切需求,开展气动恒力控制系统研究。由于气动系统存在比例流量阀死区、气缸摩擦力以及气体可压缩等非线性问题,提出了一种二阶线性PID自抗扰控制器,并加入了死区补偿器。该控制器采用跟踪微分器对输入信号进行过渡,利用扩张状态观测器对非线性参数影响进行估计,并通过线性PID反馈控制律进行补偿,同时引入死区补偿器快速跳过死区范围。试验结果表明,相比传统PID控制和积分型线性自抗扰控制(I-LADRC),线性PID自抗扰控制具有更好的动态响应以及更强的鲁棒性,并且稳态误差小于2 N。

针对液压系统中元件复杂、故障隐蔽性强而造成的诊断难题,提出了基于模型的故障诊断方法,为验证方法的可行性,进一步提出了故障诊断的仿真验证方法,搭建了其仿真模型。以某型随车起重机变幅液压系统的工作原理为基础,分析了变幅液压系统常见故障及故障注入方法,选取换向阀阀芯卡死故障进行诊断,通过阀芯液阻控制模块注入阀芯卡死故障,建立其功率键合图模型;其次,利用扩展遍历路径法生成一组解析冗余关系(ARR)的公式,并推导出阈值计算公式,采用MATLAB/Simulink平台搭建的故障诊断仿真模型计算出系统残差;最终,根据残差估计结果,对带有换向阀卡死故障的变幅液压系统进行诊断。通过诊断结果与初始故障注入对比,以及对随车起重机实验台的故障实验结果分析,验证了基于模型的液压系统故障诊断方法的可行性和高效性,为工程机械液压系统的故...

为解决河道水体检测过程中试剂消耗大、样品分析时间长、二次污染等问题,利用微流控技术和臭氧化学发光原理,研制了微流控芯片,搭建河道水体化学需氧量检测的硬件系统和软件系统。化学需氧量是利用化学方法检测水体中被氧化的还原性物质的量,是评价水体受污染程度的综合指标。利用该系统进行试验研究,分析数据采集系统采集化学发光信号,并进行数据拟合分析。根据化学发光强度与化学需氧量的对应关系,间接获得化学需氧量值,并与标准重铬酸钾法进行比较;结果表明,两者的平均偏差小于±5%,验证了该化学需氧量检测系统的可靠性和准确性。

由于节能减排的需要,液压系统中的能量损耗成为研究热点,采取合适的方式对液压能进行储存至关重要。通过总结液压系统中常见的储能方式,引出对以蓄能器为储能元件的液压式储能技术的详细介绍,梳理了液压储能技术的发展及改进情况,提出了未来的研究方向,为相关行业技术人员了解国内外液压储能技术的研究现状及研发新的液压储能技术提供参考。

针对新一代飞机高综合化、高复杂度和高耦合性导致的传统推理故障诊断策略难以满足现代维修保障需求的问题,开展基于广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)的飞机液压泵智能化故障诊断研究。构建经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)与自回归(Autoregressive,AR)相融合的深度特征提取方法,提升原始信号的隐层故障特征筛选能力;再将增强后的隐层特征与GRNN相结合进行神经网络训练,提升智能诊断模型的识别精度。实验结果表明,EMD-AR-GRNN智能诊断模型能快速、准确地诊断出液压泵各故障模态,对保障设备的安全运行,提升系统可靠性具有重要的意义。

为了改善半主动悬架的控制效果,利用变论域理论对模糊PID控制器的输入论域和输出论域进行调节。根据阻尼可调两级压力式油气悬架的力学特性,建立半车半主动悬架动力学模型,在MATLAB/Simulink中构建半车半主动悬架控制模型,以冲击路面和随机路面作为输入激励进行仿真。结果表明,不同路面激励下,变论域模糊PID控制悬架和模糊PID控制悬架的减振效果均明显好于被动悬架,在冲击路面激励下的减振效果较好。冲击路面激励下,相较于模糊PID控制悬架,变论域模糊PID控制悬架的前、后车身垂直加速度和车身俯仰角加速度均方根分别减小30.89%,34.36%,37.00%,车身动挠度均方根比较接近,进一步提高了越野车的行驶平顺性。