为了提高挖掘机器人电液伺服系统的轨迹精度,首先,建立挖掘机器人电液伺服系统模型;其次,对遗传算法的种群、适应度函数、交叉概率和变异概率进行改进,设计改进遗传算法的PID控制器,在联合仿真平台上进行了仿真研究,用阶跃和斜坡信号评估控制器性能;最后,搭建挖掘机器人轨迹控制实验平台,采用对挖掘机器人精度要求较高的斜坡作业验证控制器性能。结果表明:相比较于传统的PID控制器和经典遗传算法优化的PID控制器,改进遗传算法优化的PID控制器调整时间短,响应快速,实际动作控制时轨迹跟踪误差最小,可用在挖掘机器人实际轨迹控制中。

作业循环阶段以及工况的自动识别是挖掘机节能技术的基础研究。当前识别方法多利用智能算法且借助大量外部传感器,占用过多计算资源、可靠性低、成本高,因而难以部署到现有挖掘机控制器。为了解决上述问题,提出一种基于动臂角度和回转压力的识别方法。首先根据挖掘机作业机理提取作业循环各阶段的划分特征,通过操作手柄电流和动臂角度信号实现特征识别。借助挖掘机工作装置角度传感器验证作业循环阶段划分结果,分段误差在0.3 s以内,准确率

分析了风电叶片模具液压翻转机构的工作原理，给出了保证液压翻转机构实现平稳性翻转的条件和算式，设计了翻转架同步控制系统和算法，实现了两个翻转支架的同步翻转。

在挖掘机液压系统的整个能量损耗中，管路系统的压力损失所造成的功率损失是不容忽视的部分。该文以某公司生产的21t液压挖掘机为样本，分别利用理论公式和AMESim软件对该挖掘机液压系统的管路压力损失进行了计算和建模仿真，对挖掘机工作装置的一个循环工作过程进行了研究，得出在这一过程中管路压力损失最大发生在动臂上升、斗杆和铲斗外摆的复合动作中，其损失约为2．7MPa，约占系统总压力的5％左右，理论公式得出的对应这一复合动作的压力损失为2．5MPa，软件仿真与理论公式结果非常接近，表明了软件仿真的可行性，为挖掘机液压系统管路压力损失的计算提供了重要方法。

挖掘机液压系统的能耗损失中，管路系统的压力损失所造成的功率损失不容忽视。针对某公司生产的21t液压挖掘机，选取铲斗联液压系统为研究对象，利用理论推导、AMESim软件仿真以及试验研究对铲斗联液压系统的管路压力损失进行了分析计算，得出相应的压力损失值分别为0．793、0．82、0．83MPa。从而说明在铲斗联液压系统压力损失的研究中，理论研究的可行性、软件建模计算的有效性以及试验研究的必要性。

提出了用来衡量V型节流阀口节流特性指标：等效水力直径曲线Dh2的斜率dv2、阀口压降分配系数k、节流空化指数曲线σ2-X的值σ24lin、σ24lout.利用正交试验设计结构参数样本,运用模糊隶属度分析方法得到了节流特性较优的节流阀口结构参数组合.与初始的节流阀口结构相比较,其中v2相对初始结构提高了177.19％;阀口压降分配系数k增加了149.98％,使阀口压降过分集中得到了缓解;空化集中截面A2附近的空化指数σ2Alin,σ24 lout分别下降了0.31％和14.99％,在一定程度上减轻了V型节流阀口的空化现象.

运用分形理论,研究阀芯微观表面的分形特征。采用W eierstrass-Mandelbrot函数对阀芯微观表面轮廓进行表征;通过结构函数与尺度符合幂律关系,说明液压阀微观表面具有分形特征。运用分形表征曲线,建立微观阀间隙二维横截面模型,使用FLUENT流体软件对具有粗糙表面阀腔间隙的流场进行数值模拟,并且与理想光滑表面的模拟结果进行对比分析。研究结果表明,粗糙的阀间隙所形成的压力降明显大于理想光滑表面所形成的压力降。对阀芯进行改进,增加环形槽。模拟结果表明,带有环形槽的阀芯既能满足粗糙度要求,又能起到比较好的密封保压作用。

制造和装配的误差使滑阀副不可避免的存在几何形状和同轴度误差，径向缝隙流动会对滑阀副换向过程中的力学特性产生影响。在分析径向缝隙流动及经过阀口的粘性流动的基础上，建立了阀芯换向过程的运动微分方程，得出了缝隙间的库埃特流动会使阀芯运动更平稳而泊肃叶流动对阀芯移动有正反两方面的影响。最后仿真分析并试验验证了偏心及缝隙越大阀芯运动越不平稳的结论。