市面销售的M5、M6螺栓拧紧测量设备仅能测量拧紧扭矩且价格昂贵,针对该现状,研发螺栓预紧力测量装置。该装置包括安装板、压力块、内螺纹柱、压力传感器、连接螺栓。将该装置应用于螺栓拧紧过程的监控,实现了对拧紧扭矩和预紧力的同时检测,实时调整设备的拧紧扭矩,使得螺栓装配预紧力达到设计要求。测量装置为螺栓连接,易损件互换性强;结构设计精巧,仅用市面销售的普通压力传感器即能达到预紧力测量要求,成本低廉。该装置特别适合于有M5、M6螺栓装配的小微制造企业采用。

设计了液压机电液比例速度控制系统,详细阐述了其工作原理。在AMESim仿真环境中搭建了系统速度控制模型,并对其关键控制元件伺服比例阀进行了批处理及优化。对液压机的压制动作过程进行了仿真分析,比较了闭环控制和常规PID控制对系统运行过程中动态特性的影响。仿真结果表明采用常规PID控制方法可更好地对液压机动作速度进行实时控制,满足实际压制动作要求。

磁流变液作为智能流体,在磁场的作用下可在毫秒时间内实现从液体到固体之间的转换,且这种转换是可逆的,而磁场的大小又可通过电流的大小来控制,具有可控性.利用磁流变液这种特性,设计了一种由4个磁流变阀代替传统液压阀组成的磁流变阀控液压缸系统,这种结构类似于惠斯通电桥,通过介绍其结构特点和工作原理,分析系统工作效率及执行器效率,推导出磁流变阀组的工作效率,建立该结构的数学模型,并通过仿真对其进行理论分析.仿真结果表明磁流变阀控液压缸系统性能与无名义参数^和f有关;当通过磁流变阀的电流增大时,无名义阻尼间隙厚度S增大,系统驱动力^增大,效率也增大;而当黏度比f越小,系统性能越好,效率越高.

针对盾构模拟试验平台的功能要求设计了液压推进系统,对液压推进系统主要参数进行了设计计算,详细分析了液压推进系统的工作原理及其控制策略,并对推进系统进行了初步仿真分析.结果表明:设计的液压推进系统是可靠的,采用比例力和位置复合控制策略能够较好地实现对推进力和位移的控制.

刀盘驱动液压系统是盾构液压系统的重要组成部分.本文简要介绍电比例功率自适应控制和变频驱动控制两种刀盘液压系统及其工作原理和特点.该驱动系统与阀控系统相比,具有结构简单、技术先进、性能可靠等特点,特别是节能效果明显.

采用电液比例控制技术设计了盾构刀盘驱动液压系统，用小排量泵组合代替目前国际上常用的大排量泵系统，各泵及其控制系统相对独立，单个液压泵出现故障时能够实现系统重组。试验表明，该系统实现了刀盘转速的电液比例控制和系统重组，具有技术先进、性能可靠等特点。

根据盾构推进液压系统的时变非线性以及复杂工况等因素，以通用组态软件为主要开发平台，对其控制系统进行了方案选择、软硬件的组态和通讯，实现了对推进液压系统的运动控制，提高了工作效率和施工精度，达到了预定的控制要求。

设计了一种基于压力流量复合控制的盾构推进液压系统，对液压缸进行了分组控制．分组中的压力传感器和位移传感器可实时检测液压缸的推进压力和推进位移，与比例溢流阀和比例调速阀构成闭环压力控制和闭环速度控制．利用AMESim和MATLAB／Simulink仿真软件对系统进行了动态仿真分析，采用模糊PID控制策略实现了推进压力和推进速度的实时仿真控制，并在模拟试验台上进行了实验分析．仿真和实验结果表明，所设计的推进液压系统能够满足推进过程中推进压力和推进速度的要求，同时通过实时调节推进速度在35mm／min进行推土控制，能较好地控制密封仓内土压力为0．018—0.028MPa，从而实现土压平衡．

设计了一种基于压力流量复合控制的盾构推进液压系统。采用AMESim和MATLAB仿真软件对推进液压系统同步协调控制进行了仿真比较分析。仿真结果表明采用主从式同步控制策略能够达到很好的同步效果，同步精度达到±1mm，为实际盾构同步推进提供了参考依据。

介绍了盾构模拟试验平台推进液压系统的工作原理，考虑到传统PID算法由于系统的时变非线性以及复杂工况的影响，在系统中采用了模糊PID复合控制算法和模糊自整定PID控制算法，并进行了系统仿真。仿真结果表明，改进后的控制算法能明显改善系统的鲁棒性和适应能力，而且模糊自适应PID算法的控制特性更加优秀。实验结果也表明，改进后的系统能较好地对推进速度和推进压力进行控制，取得了良好的效果。