针对目前常规管道检测机器人在大流速天然气管道内由于运行速度过快而导致无法应用的问题,提出利用速度控制装置对管道机器人进行主动调速。设计∅610管道机器人速度控制装置,并对其开展了静态试验、动态试验和工业试验研究。静态试验压力可到10 MPa,有效检验了速度控制装置泄流阀在高压运转情况下的密封性及动作准确性。动态试验结果表明:∅610速度控制装置泄流阀开启量在1/2区间对速度控制装置产生的压差影响最为明显,当泄流阀开启量超过2/3区间对速度控制装置产生的压差影响很小。工业试验针对带固定泄流孔的管道机器人启动力问题,测试了泄流阀开启固定泄流面积时的启动力,建立了泄流状态下机器人启动压差方程,并测试了速度控制装置的实际降速能力,为大口径、大流速工况下管道检测机器人的调速技术提供了理论和试验基础。

用功率键合图建模方法对阀控对称缸位置伺服系统进行了非线性建模及仿真，针对阀控系统中的第二类管道效应作了深入研究，揭示了第二类管道效应对系统动态特性的影响规律。研究表明：阀控系统的小管径及长管道，有利于抑制系统的非线性振动，以提高系统的稳定性，但延长了系统的动态响应时间；对于大管径及短管道的阀控系统，动态响应较快，但易出现非线性振动，相对稳定性较差；刚性管道比柔性管道响应速度快，但易受安装环境限制。管道的选择需要综合考虑响应速度、稳定性和安装条件三方面的因素进行优化设计。研究结果可为阀控液压系统的优化设计及管道动态特性的研究提供借鉴。