针对大功率液压型风力发电液压系统的需要,设计一种利用双圆柱凸轮驱动多排液压缸、换向阀配流的低速大排量风能吸功泵,并对所设计的风能吸功泵流量特性进行理论分析和仿真研究。提出在换向阀阀芯处增加节流槽,减小配油过程的压力冲击。根据换向阀的工作特点,建立了单腔室流量特性数学模型,得出在低转速工况下影响风能吸功泵内泄漏的主要因素为液压缸。结合风能吸功泵的结构特点,建立了风能吸功泵的流量特性数学模型,揭示了双排液压缸交错布置可以减小风能吸功泵流量脉动的规律。

针对履带式自移机尾偏载工况下履带不同步的问题,提出了一种基于模糊PID算法的马达同步控制策略。首先,基于履带受力的数学模型,采用AMESim进行了自移机尾液压仿真;然后,以多路阀为被控对象、马达角位移为控制变量、阀口开度为被控变量,采用MATLAB/Simulink建立了模糊PID的控制模型,并建立了AMESim/MATLAB的联合仿真模型;最后,通过调节多路阀电流信号,改变了多路阀阀口开度,实现了左右马达同步目的。联合仿真结果表明:模糊PID控制策略可以在3 s内实现左右马达同步目的,1 s内克服干扰;左马达转速的调节时间与超调量分别降低了1.97 s和35.53%。研究结果表明:模糊PID算法不仅可以提高抗干扰能力,还使系统获得了更佳的动态响应性能,可为后期井下煤矿开采中的履带防跑偏提供一定的技术参考。

针对磁流变液传动装置扭矩调控过程中时间响应长问题,分析了励磁线圈、涡流和磁滞对磁路时间响应特性的影响机理,设计并搭建了磁流变液传动装置实验平台,开展了输出扭矩响应时间实验。理论分析和实验结果表明:改变励磁线圈参数和抽头数量可有效缩短电流响应时间;优化磁路尺寸和减小材料电导率可减小涡流影响;磁滞对响应时间影响显著,撤销线圈电流响应时间比施加电流时增加了一倍。

针对传统磁流变阀流道间隙固定,可控性能差等问题,设计了一种新型流道间隙可调式磁流变阀。采用Ansoft Maxwell电磁场仿真软件对其进行了电磁场仿真,得到了磁感线分布规律以及磁感应强度随路径的变化规律。建立了阀口压降数学模型,并对其进行计算分析,得出了磁流变阀的流量、控制电流、阻尼间隙等参数与压降之间的定量关系。结果表明,当励磁电流为1.5 A、径向流道间隙为0.5 mm时,总压降可达最大值7095 kPa;磁流变阀总压降与电流和流量成正相关,与径向间隙成负相关。研究成果可以为磁流变阀的设计提供一定的理论参考。

支撑掩护式液压支架四连杆的设计是一个多参数、多目标复杂耦合的作用过程,其性能主要取决于四连杆机构处于最高位置时杆件角度以及各杆件长度。构建了四连杆机构梁端点实际轨迹偏差量与各杆件长度及其角度的数学模型,利用层次分析法计算四连杆机构的多目标函数中各目标函数的权重。基于自动前后调整算法(Automated Forward/Backward Tuning,AFBT)进行求解,仿真得到了四连杆机构最优杆长及其角度参数组合。通过ADAMS运动学仿真得到了梁端点实际轨迹偏差

针对常规泳池池深不可调的限制,根据市场需求,通过创新研究设计了一种水平丝杠剪叉式泳池升降平台,该升降平台能够满足泳池池底任意位置可调。并对剪叉式泳池升降平台进行了受力分析,得出了载荷与驱动力之间的关系;利用MATLAB软件分析了起推角、止推角与支撑杆杆长的关系及其对升降高度、丝杠推力与功率的影响,获得相应关系曲线,得到最佳支撑杆杆长与最优装配位置;通过在ADAMS中建立升降平台物理模型,研究得到台面运动规律曲线和丝杠扭矩曲线,为平台设计选型提供理论依据。

建立了风力发电液压储能系统数学模型，分析液压储能发电系统的特点与原理，通过AMESim仿真在该系统带蓄能器与不带蓄能器情况下，对马达转速、转矩、功率进行对比研究。结果表明，蓄能器在新型液压储能风力发电系统中起到辅助动力源、削峰填谷、吸收流体脉动、稳定发电环节的作用。

针对内泄漏对转向系统的影响，建立了全液压转向系统的数学模型，并对内泄漏的位置、泄漏流体的流动状态进行理论分析，计算出内泄漏流量最大为4．74mL／s；同时，搭建了全液压转向系统试验台，通过试验得出最大内泄漏流量为6．30mL／s。理论计算试验结果表明，全液压转向器内泄漏是造成车轮转向不足的主要因素。