轧机是计算机控制的复杂机电系统。由于设计问题、结构损伤或系统故障,在某种条件或干扰下,可能产生持续自激振动。轧机的这种运行故障严重影响产品质量,损坏设备,甚至使生产中断。提出一种基于多参数同步综合测试、系统辨识和动力学分析与修改的综合方法,从试验与理论上分析了轧机产生自激振动的原因与消除方法。在研究的工程实例中,由辊缝位移传感器安装结构的动力学特性造成辊缝位移信号的响应延迟,引发板厚液压控制系统(AGC)非线性自激振动,从而产生整机持续的剧烈强迫振动。通过结构动力学修改,最大限度地减小位移反馈信号的延迟时间,大幅度地提高了系统的闭环稳定性,消除了正常工作条件(或正常扰动)下的自激振动,从而保证了轧机高效、稳定地工作。

研究了一种高分辨率扭转振动测量方法及相应的脉冲调制解调方式,讨论了该方法的工作原理、实现的途径和在使用中存在的一些问题.列举了应用实例,并给出了齿轮箱故障的扭振诊断与利用箱体振动信号进行诊断的比较结果.该方法在实际应用中不但简单可靠,而且精度较高.由于扭振信号传递路径简单,信噪比高,故障特征明显,后续处理简单,所以利用它对齿轮箱进行故障诊断的效果更好.

由于液压元件本身所包含的非线性,难以建立精确的数学模型,使得Simulink仿真效率往往不高。本文利用AMESim和Matlab/Simulink的各自优势建立了联合仿真模型,进行仿真分析,取得了良好的效果,研究结果表明AMEsim/Simulink联合仿真更加准确的模拟了实际系统的工作状态。

液压挖掘机作业中,大质量动臂举升储存的势能经液压阀口节流转化为热能耗散,不仅浪费能源,还使液压油温度升高,需附加冷却系统降温,增加了机器的成本和复杂性。为解决上述问题,在原有负载敏感驱动回路的基础上,提出基于三腔液压缸的工作装置自重液气平衡势能回收利用方法,三腔液压缸中一个油腔与液压蓄能器直接连通,存储利用工作装置的势能。研究中,首先根据前期的仿真结果,建立了基于三腔液压缸的液压挖掘机测试样机,通过试验,分析对比了分别采用两腔液压缸和三腔液压缸驱动动臂的运行特性与能效特性,测试结果表明,增加液气储能容腔后,提高了系统运行的平稳性,动臂运行过程中的能耗降低48.5%,峰值功率降低64.7%,节能效果显著。新的方法也同样适用于各类液压缸驱动的重载举升装置。

针对当前带式输送机驱动装置装机功率大、损耗能量、能源利用率低等问题,基于差动行星齿轮机构动力合成的原理,设计了具有广阔应用前景的带式输送机电液并联式混合驱动系统。采用AMESim仿真软件,建立了主交流电机变频调速驱动系统和辅助液压驱动系统模型,并进行了带式输送机从启动到稳定运行的动态特性分析。结果表明:所设计的电液混合驱动系统在带式输送机启动过程中,能进行功率、转速和转矩的合成,主、辅系统能够实现协同工作,带式输送机实现了“S”形速度曲线的软启动;在辅助液压驱动系统的工作下,主驱动电机的装机功率降低到了合理范围。

针对带式输送机传统的静态设计方法,不能满足大运量、长距离和高带速输送机的使用要求。通过分析在输送机启动过程中,不同负载对输送带动态特性的影响,为带式输送机的动态设计提供理论依据。利用AMESim建模软件,建立了带式输送机启动过程的动力学模型,并对带式输送机在空载、变负载和满载工况下对输送带动态特性的影响进行了仿真。结果表明,在输送机启动过程中,负载特性影响输送带动张力大小、应力波传播的速度以及持续的时间。

带式输送机启动过程中,存在输送机动态特性明显、输送带承载段张力峰值波动大、张紧装置提供的张紧力不能保持稳定等问题。利用AMESim软件对不同的张紧方式进行建模,分析了不同张紧方式在“S”形正弦启动方式下,对张紧装置提供的张紧力以及输送带最大张力点的张力峰值波动的影响。仿真结果表明,张紧装置对张紧力的稳定性影响着输送带承载段的张力峰值波动大小,且成正相关性,仿真结果便于使用者根据不同的场合和条件使用不同的张紧方式。

非对称轴向柱塞泵直接闭式控制单出杆液压缸系统具有结构紧凑、能效高和噪声低的优势，其排量控制特性直接影响泵控系统运行特性。基于此，提出基于斜盘摆角位移反馈的排量控制方案．根据电液比例排量调节工作原理，考虑弹性负载刚度及外负载力干扰的影响，建立了非对称轴向柱塞泵的变排量控制系统模型。通过MATLAB／Simulink仿真分析了不同活塞直径、负载刚度、斜盘摆角、负载压力对泵的出口流量动态特性的影响。仿真结果表明，减小液压缸活塞直径、增大负载刚度可以加快响应速度；增大负载压力可以提高响应稳定性。通过实验验证了仿真结果正确性，实验表明非对称泵的变排量工作性能稳定可靠。

从系统角度对先导阀的动态响应进行研究，建立了基于AMESim软件的支架电液控制系统的仿真模型，通过对主阀的不同控制活塞直径的分析，得到先导阀的不同工作口压力、流量响应曲线。分析表明，负载的变化对先导阀的出口压力和流量影响较大，设计先导阀时，工作口压力的波动值应在一个较大的范围内综合考虑。

由于液压元件本身所包含的非线性，难以建立精确的数学模型，使得Simulink仿真效率往往不高。本文利用AMESim和Matlab／Simulink的各自优势建立了联合仿真模型，进行仿真分析，取得了良好的效果，研究结果表明AMEsim／Simulink联合仿真更加准确的模拟了实际系统的工作状态。