振动与力加载耦合的电液伺服系统具有集成模拟被测试件在振动与加载耦合工况下动态性能的优势,针对振动模拟对力加载系统产生的干扰多余力问题,提出了一种力干扰观测器,以提高加载力跟踪精度.首先,建立了振动与力加载耦合的电液伺服控制系统的数学仿真模型;其次,利用递推增广最小二乘算法辨识了力加载系统闭环传递函数;然后,利用零相差跟踪技术设计了力加载系统的前馈逆模型;最后,设计了力干扰观测器,搭建了水平向振动与力加载耦合的电液伺服系统实验台,仿真和实验验证了提出的力干扰观测器可有效降低由于振动扰动而产生的干扰多余力.

针对目前电液比例控制实验系统功能单一、操控困难、不易二次开发、无法满足教学需求的问题,研制阀-泵并联变模式电液比例调速系统。该系统可以改变控制模式,开展泵控马达、阀控马达、阀-泵并联控制马达等多种电液比例调速实验。设计阀-泵并联变模式电液比例调速系统,阐述其结构和工作原理,建立基于虚拟仪器技术的测控系统,并将此实验平台用于电液比例控制的实验教学,有效提高学生的实践能力,促进电液比例控制课程建设。

拉臂装置作为自装卸式移动垃圾车的重要组成部分之一,其动态特性影响垃圾箱转运的效率。通过对拉臂装置的运动学进行分析,得出箱体在卸载过程中避免碰撞的几何条件,并获得箱体下滑速度在各阶段的运动规律。根据拉臂的结构特点,对其各主要铰接点进行了受力分析,得出在顶升的瞬间油缸的驱动力最大。基于拉臂装置的动力学分析,建立了液压举升系统仿真模型,分析了在举升油缸运动过程中液压系统的瞬时压力。结合拉臂装置的运动学,动力学和液压系统分析,得出了换向阀在举升臂不同倾斜角度下的最佳工作状态。

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。

深井提升设备在运行过程中,提升钢丝绳的振动会引发提升容器的非期望振动,进而严重影响工作人员的乘坐舒适性以及系统安全性。以深井提升系统为研究对象,应用哈密顿原理建立系统的动力学方程,分析提升容器纵向振动产生的机理及振动抑制方向。基于李雅普诺夫理论,重新设计优化传统PD算法,提出一种改进的PD振动抑制算法,并证明了控制系统的稳定性。仿真结果证明了算法的有效性。

电液制动装置是矿井提升机最后一道安全保障设备,合理的制动控制方法是保障提升机安全运行的关键。以单绳缠绕式矿井提升机为研究对象,考虑钢丝绳柔性特性,基于拉格朗日方程构建了提升系统非线性制动控制模型。采用径向基函数神经网络估计制动过程罐道摩擦力、非定常扰动、建模误差等不确定性,结合反步设计原理提出了基于模型的矿井提升机电液制动非线性控制方法,引入自适应更新律对神经网络权值进行在线调节,增强了设计控制方法的鲁棒性

在建立整个电液位置伺服系统的非线性方程中,由于未考虑到外界的未知干扰和建模过程中参数的变化,即液压缸黏性阻尼系数、液压缸总泄漏系数、液压油弹性体积模量会随外负载、工作温度等不同条件发生变化,模型的准确性会受到影响。通过自适应的方法让相应的参数实时变化,提高整个系统的稳定性。通过干扰观测器补偿外界的未知状况,从而提高整个系统的鲁棒性。通过对设计的控制器进行试验,实现对干扰的抑制。试验结果显示,该控制器对电液位置伺服系统的鲁棒性有明显的提高。

考虑到电液伺服系统中存有各种非线性因素、不确定干扰以及参数时变，为了提高干扰下电液力伺服系统的控制精度，以电液伺服振动实验台作为控制对象，构建其非线性模型，同时使用参数自适应率对不定参数进行补偿，并在反演控制器中引入滑模控制以降低系统的干扰敏感性，利用Lyapunov理论保证闭环系统的全局稳定。对设计的控制器进行实验，模拟在有未知外部位置干扰下的力控制，提升系统的稳定性。实验结果证明，此控制方法能够有效地提升电液力伺服系统的抗干扰跟踪性能。

针对电液加载试验系统力加载跟踪控制问题,分析了电液加载系统的组成及工作原理,建立了系统动力学模型,并对动力学模型的准确性进行了验证。在此基础上,首先使用了速度反馈补偿控制器抑制外部干扰,其次利用递推增广最小二乘法(Recursive Extended Least Square,RELS)及零相差跟踪技术(Zero Phase Error Tracking,ZPET)设计出系统逆模型,进行前馈逆补偿控制,然后考虑速度反馈存在的微分问题,设计了内模控制器,最后利用电液加载试验台进行了力加载控制策略的试验研究。试验结果证明,与传统PI控制器相比,提出的改进前馈逆补偿力加载控制算法可以更有效地抑制系统外部干扰,提高力加载的跟踪精度。

为提高电液位置伺服系统控制精度，以电液振动台为控制对象，针对电液伺服系统液压固有频率较低、阻尼比较小等特点，提出一种三状态反馈控制与前馈逆模型控制相结合的二自由度复合控制策略。利用加速度反馈和速度反馈分别提高位置闭环系统的液压动力机构的阻尼比和液压固有频率，以保证系统在稳定条件下拓展系统工作频率范围；前馈逆模型控制能够改善实验系统的动态响应特性，进一步拓展系统频宽，提高电液振动台波形复现精度。实验结果验证了提出的二自由度控制策略的有效性。