针对单缸驱动液压拉床存在刀架溜板同步性能较低的问题,设计了双缸电液伺服同步驱动系统,在分析刀架溜板拉削运动特性的基础上建立了系统的非线性模型;根据系统跟踪性能和同步性能指标要求,引入改进型粒子群优化算法(IPSO),提出了类似经典PID控制器结构的IPSO-PID伺服同步控制策略。在液压拉床上的实际应用结果表明,该控制策略比常规PID同步控制策略具有更好的跟踪性能和同步驱动性能,可以较好地解决双缸液压拉床的同步驱动问题。

针对液压机械手在实际生产中存在的问题,设计了满足大功率负载搬运的高负载、高位置精度、高生产率等要求的液压机械手。该机械手采用五自由度机构设计方案,包括夹取机构、俯仰机构、推拉机构及回转机构,实现了负载多自由度的自动定位、夹紧和传递功能,通过机械手正运动学的分析,及末端执行器运动轨迹的仿真试验验证了设计的合理性;设计了机械手液压系统,包括回转机构驱动回路、俯仰机构驱动回路、推拉机构驱动回路、手抓机构驱动回路,并且进行了元件的选型与参数计算;采用西门子控制器和电液伺服控制技术,实现了机械手高性能运动控制。研究结果表明,该液压机械手具有结构简单、运行平稳、精度符合要求、传递效率高等特点,能够较好地解决生产搬运的问题。

针对翻转起模机中四缸同步驱动起模过程存在的同步性能较差的问题,设计了四缸伺服同步驱动系统,建立了起模过程的非线性动力学模型。根据起模过程中的跟踪性能和同步性能指标要求,结合输出变量的二阶泰勒矢量展开、最优控制原理和非线性扰动观测器设计理论,提出了一种类似经典PID控制器结构的非线性PID同步控制策略。仿真和实际应用结果表明,该控制策略比常规PID同步控制策略具有更好的跟踪性能和同步驱动性能。

以浙江大学研制的智能钢管捆成形系统为背景,针对电液提升系统的双缸同步运动问题,提出一种两级非线性控制算法。该控制器的外环级采用一个线性多输入多输出的鲁棒控制器,用于获得双缸运动同步控制所需的各缸期望负载压力;内环级采用两个基于扰动估计观测的单输入单输出液压缸非线性压力控制器,用于在有扰动情况下实现对每个提升缸期望负载压力的精确跟踪控制。实际的控制运行结果表明,该控制策略优于常规的PID控制,可以有效地实现双缸运动同步控制。

简述了浙江大学开发的钢管自动成形机的主要特点;介绍了该设备进行钢管捆成形的主要生产工艺流程;论述了其采用的关键技术,主要包括无触点式电磁吸盘励磁、消磁控制技术,电液比例同步控制技术,先进的西门子S7400现场总线技术。生产实际表明该设备具有成形质量好,运行可靠,操作安全,适应性强等性能。

以钢管生产过程中的扩轧管电液伺服系统为背景，分析了非对称比例（伺服）阀及其阀控制缸机构的非线性特性，建立了系统非线性数学模型以更加细致地描绘实际系统，并提出了基于一种子集稳定控制方法（SSA）的非线性控制策略。仿真控制和实际系统运行结果表明，该控制策略与常规PID控制相比，具有更好的系统响应性能，为解决工程实际问题提供了一种有用的工具。

设计了一种基于工业PLC的四缸电液伺服同步举升教学实验系统。该系统融合PID控制算法、电液伺服驱动技术、PLC控制技术、磁致伸缩位移传感器技术、现场总线技术和机电传动与控制技术,形成了一套集机电液一体化的多功能进阶型教学实验系统,既可以完成机电传动控制实验、液压传动实验、位移传感器技术实验、PLC控制实验等基础性教学实验,还可以实施现场总线实验、单缸伺服PID控制实验和四缸伺服同步PID控制实验等高科技水平的进阶型教学实验,具有一定的教学实验创新性和先进性,能够有效地满足培养拔尖型大学生创新实践能力的需要。

采用基于N-S方程的计算流体动力学方法,在不同压差下,研究不同深厚比、径宽比的微织构对液压换向阀阀芯静止时的泄漏量及阀芯运动时的液膜支承力的影响,优化阀芯表面微织构形貌,使阀芯运动时具有较好的减摩润滑效果,并降低阀芯静止时泄漏量。研究结果表明：表面微织构化阀芯的表面液膜支承力随着压差的增大先增大后减小;微织构表面的液膜支承力随着深厚比和径宽比的增大均呈增大趋势;微织构表面泄漏量随着径宽比、深厚比的增大而增大,但微织构表面的泄漏量随着深厚比的增大增幅逐渐减小,并趋于一个稳定值。

以电液位置伺服系统作为研究对象，建立具有一般性的系统非线性数学模型。基于此模型，提出一种基于广义预测的控制策略，采用随机梯度估计法在线估计控制器模型参数，避免在线求解Diophantine方程，减少在线计算时间。该控制方法具有计算量小、实时性高的特点。并通过仿真实验验证了此方法的有效性。

能量调节电液变转速驱动是提高变转速驱动响应及低速性能的一个很好途径。针对其多输入多输出、强非线性、部分参数易变及不确定性等造成的系统控制复杂问题,从能量调节的思想出发,提出了能量调节电液变转速驱动的多PID复合控制策略,并深入研究了其参数的整定规则。经试验验证,提出的多PID复合控制策略及其参数整定方法效果良好,将能够促进能量调节电液变转速驱动技术的应用。