液压驱动单元基于位置/力的阻抗控制机理分析与试验研究
液压驱动型高性能足式仿生机器人对未知、非结构环境具有很好的适应能力,为尽可能地避免其足地接触过程中的冲击和碰撞,足式机器人的关节应具有一定的动态柔顺性。针对驱动足式机器人关节运动的液压驱动单元(Hydraulic drive unit,HDU)进行研究,首先,建立其液压系统位置/力控制数学模型;其次,推导阻抗控制基本控制原理,并以液压系统作为内环控制方式,分析HDU基于位置/力的阻抗控制机理,研究该两种阻抗控制方法的控制内外环动态柔顺性串并联组成原理;最后,搭建HDU性能测试试验平台,对提出的两种阻抗控制动态柔顺性串并联组成原理进行试验验证。试验结果表明,基于位置的阻抗内环动态柔顺性为并联组成,而阻抗控制外环与位置控制内环动态柔顺性为串联组成;基于力的阻抗内环动态柔顺性为串联组成,而阻抗控制外环与力控制内环动态柔顺性为并...
30kV·A液压型风力发电机组模拟实验台液压主传动系统效率分析
以30kV·A液压型风力发电机组模拟实验台为研究对象,简要介绍了该实验台的基本结构、组成和工作原理。为深入了解该模拟实验台的效率,推导了适用于此种机型的闭式液压传动系统效率公式,并基于风电机组的关键控制技术——最大功率追踪控制技术,对实验系统进行了效率实验研究。最终验证了理论计算公式的准确性。
液压集成块湍流模型修正及内流特性分析
基于粒子图像测速技术(PIV)建立了带有刀尖角容腔的直角转弯流道流场的数值计算模型,并进行三维流场仿真。通过将数值计算得到的典型涡系结构与实验结果进行对比,考察了工程上常用的7种湍流模型对带有刀尖角容腔直角转弯流场的预测性能。通过定义权重误差K,筛选出S-A模型作为基础湍流模型并对其进行了参数修正。结果表明,当S-A模型Cb1取值从默认值0.1355修正为0.17时,出流方向正对刀尖角容腔模型权重误差值上升25.0%,入流方向正对刀尖角容腔模型权重误差值下降34.7%,修正后的S-A湍流模型对两种直角转弯流场的综合预测精度有所提高。运用筛选修正后的S-A湍流模型分析了4种典型直角转弯流道的内流特性,结果表明圆弧过渡直角转弯流道相比于带有刀尖角容腔的转弯流道具有更小的压力损失。
快锻系统压力位移复合控制节能研究
针对锻造液压机普通电液比例阀控系统快锻工作过程中,系统定压输出、回程缸背压腔压力过大,系统传动效率低的问题,提出了一种基于压力位移复合的控制策略,在保证控制精度的前提下,同时进行了回程缸背压腔压力控制和泵口压力负载敏感控制。通过建立液压机压力位移复合控制的整体数学模型,对其节能机理进行了研究,并分析了影响其节能效果的两个重要因素——回程缸背压腔压力Pb和泵口与工作腔压力差值△p。实验结果表明,基于压力位移复合控制的液压机快锻系统加载时系统位置误差达到1.5mm,与传统的电液比例阀控系统相比,装机功率降低至传统电液比例阀控系统装机功率的52.3%,功耗也降低为普通比例阀控系统的49.2%。
液压型风力发电机组能量传递与耗散
为分析液压型风力发电机机组能量转化机理,针对其能量传递与耗散问题展开了研究。将整个机组分解为若干个关键子单元,建立机组能量传递模型,分析机组能量传递变化规律;以能量传递模型为基础,对机组能量耗散进行推导分析,得到机组能量耗散数学模型。将30kV·A液压型风力发电机组实验台作为仿真和实验基础,对机组能量传递与耗散进行仿真与实验研究,进而验证理论分析的准确性。研究结果表明:机组在工作过程中其能量特征状态发生改变,并存在一定的能耗,整机效率约为65.7%。
液压型风力发电机组恒转速输出补偿控制
以液压型风力发电机组为研究对象,针对其液压调速系统恒转速输出问题,建立了定量泵-变量马达液压调速系统数学模型,得到了系统泄漏、系统压力瞬态调整和模型参数误差对机组恒转速输出的补偿控制数学模型。以数学模型为基础,给出了液压型风力发电机组恒转速输出补偿控制方法。以30kV·A液压型风力发电机组实验台为仿真和实验基础,对提出的控制方法展开研究。仿真和实验结果表明,液压型风力发电机组恒转速输出补偿控制方法具有较好的控制效果,可实现机组的恒转速输出的高精度控制。
某液压回油管路回油背压及流动特性研究
液压系统在国防工业、航空航天、工程机械、石油化工、冶金工业等领域有着广泛的应用,管路的合理设计对液压系统的效率、安全性和可靠性有着重要的影响。针对某工程液压系统的回油管路进行分析。首先考虑影响管路压力损失的3种主要因素(沿程损失、局部压力损失和重力损失),根据理论公式计算出管路压力损失;然后利用Fluent流场分析软件,针对回油管路中90°弯头、T型管接头和四通管接头的流动特性进行分析,得到3种管接头的速度云图和压力分布云图。仿真所得结论为上述3种管接头的设计和加工工艺的改进提供了参考,对实际液压系统回油管路的设计和优化具有指导意义。
锻造操作机夹钳回转系统动态特性仿真研究
该文利用Pro/E三维软件建立了操作机夹钳回转机构的参数化实体模型通过机构分析得到较为精确的负载参量;基于AMESim建立了夹钳回转系统的仿真模型将负载分析结果代入仿真模型中分析了常锻和快锻两种操作模式时夹钳回转系统的动态特性;仿真结果对于操作机夹钳回转系统的设计具有一定的理论指导意义。
基于小波包分析的液压泵状态监测方法
液压泵是液压系统中的关键部件对其运行状态的监测与故障诊断对整个液压系统的可靠性具有重要意义。基于小波包分解和小波系数残差分析方法提出一种利用液压泵出口压力进行液压泵故障诊断的方法。通过分析液压泵出口处压力信号的特征利用小波包对压力信号进行频谱分解提取液压泵的故障特征建立不同频率范围的特征信号与液压泵不同故障因素的对应关系为液压泵的故障诊断与定位提供依据。利用小波包能量残差判别液压泵的运行健康状态并比较不同小波基函数在故障诊断时的敏感度。为减小小波分析时边界效应所引起的信号畸变引入"滑动双窗口"的分析方法。试验结果表明与快速傅里叶方法相比基于小波包分解的残差分析方法可有效提高故障诊断的准确率实现对液压泵的状态监测与故障诊断。
基于VisualBasic的液压系统计算与选型CAD软件开发
液压系统一般采用经验设计法主要是凭借局部经验、零星资料靠手工进行粗略的计算费时、费力、费资源。针对这一问题以液压系统参数计算和元件型号选择为主要内容以Visual Basic为平台开发液压系统计算与迭型CAD软件实现参数的自动计算和型号的自动选择。该软件界面简单、形象人机交互性较好使用方便而且可以根据用户需要进行进一步的开发使设计时间大大缩短提高液压系统设计的工作效率和灵活度。












