基于压头圆角等效原理和边缘应力集中理论,建立了接触边界形状时刻变化的含单个相贯孔阀套的动态摩擦力计算模型;同时,引入多组相贯孔的耦合原理,建立了含多个相贯孔阀套的摩擦力计算模型,并与其实验结果进行对比,分析了气动调节阀阀套相贯孔与阀芯密封接触面的微间隙往复式动态摩擦特性.结果表明:所建立的摩擦力计算模型可行有效;相贯孔所产生的边缘应力集中效应对于摩擦特性的影响较大;含相贯孔阀套的摩擦力高于无孔阀套的摩擦力,且随着相贯孔接触线长度的增加,其摩擦力增大;较大的圆角半径可以减小相贯孔与密封面的摩擦力,而且圆角半径越大,其影响越显著.

针对内曲线式端面配流水液压马达工作存在的流量泄漏问题,改进定子轮廓曲线方程并建立马达关键摩擦副的泄漏模型,以总功率损失最小为目标函数,对摩擦面间隙进行优化设计.搭建水液压马达测试平台进行不同负载下的马达排量测试.试验结果表明不同负载条件下流量模型均能较好反映马达输出流量随转速上升的变化情况,试验的真实误差率低于5%.水液压马达的流量特性得到明显改善,空载下的水液压马达容积效率最高可提升至94.71%.研究表明柱塞与转子缸孔的间隙值是影响水液压马达泄漏流量的最主要参数,其次是配流体与转子体的端面间隙值.

针对多缸同步提升电液系统,在分析系统运动的数学模型和液压缸的冗余性问题后,提出一种具有二级的非线性系统控制器。该控制器的外环级采用线性多输入多输出系统的定量反馈控制理论和冗余性分析策略,以获得多缸同步运动所需的各缸期望负载压力；内环级由n个基于扰动观测的单输入单输出液压缸非线性负载压力控制器组成,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。以四缸同步提升系统为实例的运行结果表明,该控制策略可以有效地实现多缸运动同步控制。

针对多缸同步电液伺服系统(MIMO系统)驱动性能易受执行器冗余和外部扰动等非线性因素影响的问题,建立了MIMO系统最简形式(四缸同步驱动系统)的动力学模型,并引入基于二次规划的动态控制理论DCAT和非线性动态逆控制策略NDI,提出了一种DCAT-NDI的多缸同步控制策略。该控制策略首先计算负载姿态期望的最优映射,实现了MIMO系统各液压缸位移期望输出的解耦;其次,根据跟踪位移误差与速度期望以及跟踪速度误差与加速度期望的相似性原理,引入位移频率带宽和速度频率带宽概念,构造各自通道的逆系统,从而求解各自通道的最优控制。仿真和实际结果表明,该文提出的控制策略比常规PID同步控制策略具有更好的同步性能和稳定性能。

针对火车车轮各生产工序间轮坯传递的高负载、高温、高位置精度、高生产率等要求,提出了一种多自由度生产机械手解决方案。该机械手采用特殊的机构设计方案,实现了轮坯多自由度的自动定位、夹紧和传递等功能;采用西门子高速响应运动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。实际运行效果表明,该机械手具有工作范围大、定位精度高、夹紧可靠、生产效率高等特点,并且已经应用于火车车轮生产过程,较好地解决了各生产工序间的工件传递。

翻转起模机是树脂砂造型过程中所用的关键设备之一。针对目前翻转起模机存在的起模精度和效率都偏低的问题,结合起模机的工作原理和工艺特点,应用电液比例同步控制技术,设计了该机的液压系统和电气控制系统,并采用西门子S7-300 PLC系统和Borland C++Builder软件,设计了翻转起模机的控制软件,最后进行了该机实际运行情况的分析。实际应用结果表明,该系统达到较好的起模精度,双缸动态同步起模精度≤2 mm,稳态同步驱动精度≤0.1 mm,运行平稳,可以满足起模的工艺要求。

为了满足钢管生产过程中对钢管捆成形和包装的需要,对钢管捆自动成形电液比例系统进行了模糊比例-积分-微分(PID)控制研究.基于该系统的组成和工作原理,分析了双缸管排水平定位和竖直定位堆放控制问题,给出了管排竖直定位堆放误差的补偿算法.采用专家智能控制与模糊PID控制技术相结合,得到了具有二级结构的模糊PID控制策略,并对实际系统设计了相应的模糊PID控制器.系统控制结果表明,模糊PID控制器能修正各控制参数,提高了系统控制的自适应性和鲁棒性.与常规的PID控制器相比较,该控制器具有更好的系统运行性能.

以行业人才需求培养为目标,对传统的"液压与气压传动"课程教学模式进行改革,提出课程理论、项目实践、课程实验三位一体的研讨教学新模式。该模式关注学生培养目标、学生的学习兴趣和动手能力,考虑企业需要。在教学内容上,根据工程应用人才培养的需求,进行教学内容的调整,增加实践环节,增加课外的课时量,增加典型液压系统的实例,开设学生自主搭建实验平台的课堂,开放实验室时间和场地,让学生参与到实际的科研项目中,将课堂、实验及实践相结合起来进行立体化教学;在教学方法上,以研讨教学为导向,注重自学和互学,实施主讲、补充、相互质疑、教师点评补充以及课后网上答题和互动交流的研讨教学模式,使学生真正成为课堂上的核心—"主动者"。实践表明:该模式的实施能充分调动学生自主学习的积极性和主动性,有利于提高学生的动手操作...

本文以液压与气动课程为例,研究了基于项目教学理念的实施方案,将课程教学内容与项目式教学相结合,通过对原有课程教学内容进一步改进,在项目中增加实践设计环节,提高学生的自主学习兴趣和动手操作能力,增强学生对专业知识掌握理解和应用。

为了提高低速大扭矩水压马达的容积效率以马达的配流副为研究对象基于力平衡方程及流量方程建立了配流体端面与转子端面间的泄漏流量损失和功率损失的数学模型。以配流体转子间的水膜厚度、介质温度和马达转速等为性能指标分析了不同供流方式下间隙、温度和转速对其性能的影响。研究结果表明：间隙越大配流体转子端面的泄漏流量损失和功率损失越大温度越高功率损失越大同时内环供流时水压马达的性能要优于外环供流。因此减小水膜厚度降低水温可减小配流副的泄漏流量损失和功率损失提高水压马达的容积效率及马达性能。综合考虑配流间隙控制在4～5μm较为合适水温控制在室温（20±5）℃状态下为宜。同时基于上述研究设计加工出低速大扭矩水压马达物理样机并对样机的性能进行了加载试验测试得到了相应的性能曲线试验