针对工程机械PLC对电磁阀控制时,控制点数难扩展和由于控制线束过长而导致的电磁阀控制线路安装复杂、控制信号衰减等问题,本研究设计一种基于STM32单片机的CAN总线型电磁阀控制器,介绍了控制器的电气硬件组成并采用LabVIEW软件设计了电磁阀控制器测控系统。该控制器具备数字量输出、电比例输出、电压型模拟量输出、CAN总线配置等功能,其能够实时采集电磁阀电流并采用PID控制算法有效提高了电比例输出的控制精度,经验证控制器电流控制精度误差在±1%以内,满足PLC对电磁阀控制的点数扩展,实现了工程机械PLC对安装距离过长的电磁阀的精确控制。

介绍了某钢管水压试验机增压过程以及增压时的压力平衡系统组成、控制原理及使用验证。重点介绍了该水压机主要设备结构,在使用过程中出现的增压、压力平衡典型故障,包括增压插装单向阀磨损产生的故障、水压压力参数设定产生的故障、液压比例阀异常引起的故障、电气控制器接触不良产生的故障等。依据设备原理、监控程序及波形图对上述故障现象进行分析,找到了故障的根本原因,并有针对性地提出了优化改进措施,减少了故障时间,保障产线的顺行。

针对现有的2D阀用动铁式力矩马达中位调节困难的问题,设计了一种利用定转子之间齿槽转矩进行中位调节的爪极式磁悬浮力矩马达。首先通过建立电磁特性仿真模型分析比较了矩形爪极和梯形爪极的电磁转矩和齿槽转矩,从而确定了爪极式磁悬浮力矩马达的拓扑结构。随后基于等效磁路法推导出了该力矩马达电磁转矩的定性公式,并设计了一个正交试验以确定设计参数对电磁转矩的敏感性。依据仿真优化后的结构参数加工了实验样机,搭建了实验测试台对该力矩马达的齿槽转矩和电磁转矩的矩角特性进行测试。结果表明该力矩马达的电磁转矩随转角减小,具有正磁弹簧刚度,并且能够有效的利用齿槽转矩进行中位调节。

脉冲电磁阀因具有结构简单、成本低、动作快速等优点,被广泛应用于布袋除尘领域,故其元件的健康状态对系统运行安全具有重大的意义。针对脉冲电磁阀常见故障的诊断方法展开深入研究,利用接近开关检测主阀芯开启滞后时间和保持时间作为特征后,构建Bagging-DT(RF)分类器模型进行故障诊断,通过对多种模拟故障的实验结果和多种模型的对比,结果表明,构建的Bagging-DT模型的精确率、召回率、F1值均优于其他模型,且其准确率达到86%,实现了对脉冲电磁阀5种及以上故障更加准确的预测与判断,解决了实际工作中工作人员依靠主观经验,诊断效果可信度较低的问题。

发动机矢量推力作动器采用燃油作为传动介质,燃油的低黏度将使作动器密封接触面处于不良润滑条件,密封件摩擦磨损问题突出。针对燃油介质作动器不同压力、作动速度及油液温度的工作环境,建立往复密封热弹流混合润滑数值仿真模型,分析往复密封接触面摩擦热效应对油膜行为的影响,确定热分析边界条件,计算密封系统的瞬态温度分布。根据热分析结果,对油液黏度及密封区域内的油膜厚度进行修正,考虑密封件润滑条件探究摩擦热效应对密封性能与磨损特性的作用机理,分析不同工况条件对油膜厚度、摩擦力和磨损深度分布的影响,为设计高性能航空密封件奠定理论基础。

针对目前小型航空发动机装配车架结构形式单一、空间运转自由度不足等问题,设计了一种新型小型航空发动机装配车架,增加了主支点翻转支撑机构和液压系统升降机构,并引入了负载敏感系统对液压回路进行控制,从而保证了发动机上所有零部件的装、拆、检测等操作均位于最佳工作平面上。仿真表明,新型小型航空发动机装配车架具有机体安装可靠、操作简单和换向平稳等优点,最大限度降低了操作人员的劳动强度,提高了生产效率,保证了发动机的装配质量。

外部污染颗粒或阀内元件自身腐蚀的磨损颗粒混入流体中,随着流体进入阀芯配合间隙从而导致阀芯所受阻力增大,容易出现阀芯卡滞现象。以典型的液压滑阀为例,基于欧拉-欧拉固液两相流模型,分析阀芯、阀体配合间隙内污染颗粒固液两相流动特性及阀芯卡滞规律。分析了阀内含污染颗粒的油液流动特性在跨尺度流域中压力和速度产生剧烈变化;随着颗粒直径的增大,间隙内颗粒体积分数逐渐增大,存在集聚现象。分析了颗粒特征参数(颗粒浓度、颗粒直径)对间隙内颗粒分布及阀芯卡滞力的影响规律均压槽内的颗粒体积分数最高,且随着颗粒直径的增大峰值也增大;随着颗粒直径的增加,阀芯卡滞力呈现先增大后减小的趋势;当颗粒直径为12μm时,阀芯卡滞力最大,为敏感颗粒直径。

为解决长纤维抗裂复合封层机在作业过程中出现的撒(洒)布不均匀问题,提出了一种模糊分数PID协同控制方法,采用分数阶PID控制器,实现了长纤维抗裂复合封层机行走与撒布系统的协同控制。结合模糊控制规则,对分数阶PID参数进行了在线实时优化,提升了系统的整体控制性能。通过Simulink仿真实验,对比了该方法与传统PID控制器的综合性能。结果表明所提控制器在行走和撒布过程中的响应速度、超调量及稳态误差等方面均显著优于传统PID控制器;并通过实车试验平台,对所提控制方法进行了试验验证,成功实现了长纤维抗裂复合封层机行走过程中纤维、沥青、碎石的协同控制,为长纤维抗裂复合封层机的行走与撒(洒)布系统协同控制领域提供了新的研究思路。

阻尼可调减振器作为悬架系统的核心部件,对汽车行驶平顺性至关重要,而先导式比例电磁阀作为减振器中的重要元件,对减振器性能起到关键作用。介绍了电磁阀的结构及工作原理,利用Maxwell 2D有限元仿真软件建立电磁铁仿真模型,对静态下的电磁力-位移水平特性进行仿真计算,并根据仿真结果对电磁铁隔磁环倾角、导套厚度、衔铁长度、衔铁宽度等结构参数进行调整分析,通过电磁力水平特性试验,验证仿真模型的准确性。引入正交实验法,对各参数进行协同优化,采用标准差这一指标衡量电磁力水平特性,优化后的产品电磁力标准差为0.635888,优化效果提升7.98%。为阀体的机-电-液-磁耦合仿真分析奠定了基础。

变排量液压马达旋转驱动系统具有效率高、响应快、高负载匹配性、低功率需求等优势,能够大幅提高飞机液压旋转驱动系统的效率。为实现对变排量液压马达旋转驱动系统的精确控制,需开展系统角位移控制技术研究。建立了系统的数学模型,搭建了AMESim仿真模型,分析了系统的运动特性及频域控制特性,提出了由排量回路、转速回路和角位移回路组成的三闭环串级控制方案,研究了不同控制参数对系统控制特性的影响。研究结果表明,双闭环控制无法满足旋转驱动系统的稳定条件,三闭环控制引入转速负反馈克服了双闭环控制中角位移对转速的正反馈效应,增大了位置回路的阻尼,能实现系统稳定控制。同时研制了原理样机并进行了测试验证,测试数据表明,三闭环控制方案能实现旋转驱动系统高精度位置控制,为变量马达在飞机液压旋转驱动系统中的应用提...