基于机理建模方法建立了液压驱动单元位置控制系统数学模型,针对不同环境结构下负载刚度和负载阻尼的动态变化特性,把位置控制环作为控制器内环,推导了一种变刚度和变阻尼负载特性的模拟方法。建立了负载特性模拟方法的仿真模型,并在液压驱动单元性能测试平台上进行了模拟方法的实验测试,研究了斜坡阶跃负载力和正弦负载力下变刚度和变阻尼负载特性的模拟效果。研究结果表明设计的模拟方法能够较好地模拟环境刚度参数变化、阻尼参数变化,以及刚度参数和阻尼参数同时变化时的负载特性。

针对四辊轧机弯辊电液伺服控制系统，进行供油压力波动对系统输出精度影响及通过动压反馈网络改善系统动态品质的实验研究，获得系统输出压力变化与供油压力波动量及系统带宽之间的关系，证明动压反馈网络的消扰作用，为确定伺服油源允许压力波动范围和精确设计恒压源系统提供依据。

介绍了材料试验机伺服压力控制系统的结构，依据面向对象的建模方法，结合材料试验机的实际结构和现场的诸多影响因素，建立了相应的数学模型。分别采用ARX和BJ两种模型结构形式，采用阶跃信号和M序列作为输入信号来进行系统辨识，获得了系统的结构参数和模型参数，分析了两种输入在两种模型结构形式时辨识的差异，从而确定适合材料试验机伺服压力控制系统的辨识方式，得到了系统的数学模型，并对所得数学模型的正确性进行了验证。

以某系列双阀芯电液比例多路阀为研究对象,采用CFD流场仿真技术和PIV可视化测速技术对不同阀口开度和流量下的主阀沿进口流道、节流口、阀腔的流场进行了流体仿真和试验可视化研究。应用Fluent软件仿真研究了主阀进口节流流场分布并得出阀口压降特性;采用PIV试验研究的手段对流场分析结果加以验证,应用2D-PIV技术获得主阀腔内部一个截面上的流场分布,并通过相似理论计算得出阀口压降特性。CFD流场仿真和PIV试验结果表明该双阀芯电液比例多路阀主阀出油环形腔内会形成较大旋涡,且阀口开度和流量对主阀进口节流内部流场结构和阀口压降特性有重要的影响。研究结果对定性分析双阀芯电液比例多路阀主阀内能量损失和噪声、主阀的结构和流道的设计以及优化具有重要实际意义,为CFD技术和PIV技术在双阀芯多路阀领域的应用研究提供了参考。

为解决大功率自由锻造油压机高能耗的问题,设计了一种开式变量泵控油压机系统。采用ADAMS和AMESim建立了开式变量泵控油压机系统联合仿真平台,对其常锻工况和快锻工况的控制特性进行了仿真研究。基于600kN锻造油压机实验平台,对其常锻工况和快锻工况的控制特性进行了验证,并将验证结果与仿真结果进行了对比。研究结果表明开式变量泵控油压机系统能够满足技术要求,即常锻时操控性好,卸压无冲击,运行平稳;快锻(锻造频次80次/min)时,位置控制精度小于1mm。

针对传统自由锻造油压机泵控系统发热大以及功率回收率较低等问题,提出了开式变量泵控快锻油压机系统,并根据系统的能量流流动状态,进行了能耗建模分析。以0.6 MN泵控油压机实验平台为依托,进行了常锻工况和快锻工况下的能耗特性实验研究,得出了常锻工况下的能耗分布规律。实验结果表明常锻工况下的有用功占系统能耗的50%,其有用功所占比值随负载力的增大而提高;快锻工况下的有用功占系统能耗的40%以上,其有用功所占比值随锻造频率的增大而提高;开式变量泵控快锻油压机系统具有较大的节能优势。

为强化轻量化液压油箱的散热能力,基于传热学原理,利用热管高效传热的特性,配合多层螺旋折流板,设计了一种储油散热一体化的轻量化液压油箱,完成了样机加工和试验台的搭建。以样机散热功率和总传热系数为研究目标,探究了不同冷却风量、加热温度和水流量对油箱散热性能的影响,针对试验中的新发现进行了样机改进试验。结果表明,在一定范围内增加冷却风量、提升加热温度和水流量均能强化油箱的散热性能。在研究工况范围内,样机最高散热功率达

双锻造操作机配合压机联动完成大型高精长轴类锻件的锻造,可以有效提高锻造效率,提升锻件品质。针对双操作机夹持锻件同步行走控制难题,以燕山大学的两台20 kN锻造操作机为研究对象,综合考虑了吊挂系统、大车行走机械和液压系统的特点,搭建了双锻造操作机大车行走系统的数学模型。在此基础上,仿真研究了独立反馈位置同步控制方法、位置速度复合独立反馈同步控制方法和位置速度复合状态差值校正同步控制方法对双操作机大车行走系统控制特性的影响。仿真结果表明,对于动力性能差异较大的两台重载机械手,基于位置速度复合状态差值校正同步控制方法的控制效果最为理想,同时设定操作机A和操作机B的给定位移200 mm、加速度1000 mm/s^2时,双操作机大车行走系统的动作响应时间为1.05 s,同步位置误差为[-0.28 mm,0.02 mm]。研究结果可为双锻造操作机...

基于二次调节加载试验台系统，针对二次调节转速控制系统存在模型参数不确定性以及力矩扰动，通过选择合适的加权函数将二次调节转速控制转化为H∞混合灵敏度问题。建立了二次调节转速控制系统数学模型，并采用H∞优化方法设计了鲁棒控制器。最后对二次调节转速控制系统进行了仿真研究，结果表明采用鲁棒控制器的转速系统较传统的PID控制的控系统具有更好的鲁棒稳定性和抗干扰性能。

建立四足仿生机器人液压驱动单元数学模型，给出可描述液压驱动单元动态特性的时域和频域表达式，通过特定工况下液压驱动单元位移阶跃响应的仿真曲线与试验曲线对比，验证数学模型在该工况下的准确性。基于液压驱动单元状态方程，建立液压驱动单元轨迹灵敏度模型，通过求解液压驱动单元的位移阶跃响应对应其结构参数、工作参数及PID控制器增益的灵敏度函数曲线，研究液压驱动单元参数对其输出特性的影响，并以参数变化引起输出变化百分比为衡量指标，分析各参数变化对输出特性影响程度的大小，从而给出影响其稳态特性和动态特性的主要影响参数和次要影响参数，上述分析结论为四足仿生机器人液压驱动单元结构改进设计和控制器参数优化奠定理论基础。