为了进一步优化隧道施工有轨运输后配套渣车的使用性能,并提高施工效率,设计一种新型隧道有轨运输液压自动侧卸式渣车。在现有常规地铁隧道用渣土运输车的基础上,优化设计车箱结构、底盘结构及行走系统,改变传统的龙门吊辅助卸渣方式,采用全液压自动侧卸翻渣,配合液压支撑系统、液压泵站及辅助装置等,实现整机的智能化控制和渣车操作的安全便捷性,并依据福建龙岩万安溪引水工程项目,验证该设备的优异性能。

盾构机或TBM掘进机进行隧道掘进施工时,尤其是采用土压平衡盾构机掘进施工的情况下会产生大量渣土。渣土的运输和倾倒是制约施工效率的主要因素之一。在同等开挖截面的隧道掘进施工中,液压侧翻式有轨运输渣车自动翻转倾倒渣土比起重机起吊翻转渣斗倾倒渣土提高效率约30%~40%,且倾倒过程中无需起重机等辅助设备,可减少人工和设备的投入,降低施工成本,提高施工效率。本文将对液压侧翻式有轨运输渣车进行设计分析及应用探讨。

给出船舶靠泊防撞装置及液压缓冲系统,详细阐述其工作原理,对系统元件进行选型,建立船舶撞击防撞装置的系统数学模型,基于Simulink进行系统仿真研究,得到船舶位移速度变化曲线和缓冲油缸工作腔压力流量变化曲线,最后研究溢流阀预压缩量和船舶等效质量对系统缓冲性能的影响。仿真结果表明:溢流阀弹簧预压缩量和船舶等效质量对系统动态性能均有较大影响,弹簧预压缩量增大,船舶位移和缓冲时间均减小,缓冲油缸工作腔压力增大,弹簧预压缩量对工作腔流量没有影响;船舶等效质量增大,船舶位移和缓冲时间均增大,船舶等效质量对缓冲油缸工作腔最大压力和最大流量也没有影响。

通过分析ABS液压调节系统的结构,研究了回油泵电机在ABS液压调节系统工作时所起的作用。搭建了ABS液压调节器的模型,设计了直流电机PI调节的闭环调速系统;在此基础上建立基于AMEsim与Simulink的ABS液压调节器的联合仿真模型,结合低压蓄能器排液需求,采用回油泵电机的分级调速控制策略进行仿真。仿真结果表明:电机目标转速能依据低压蓄能器的排液需求来给定,电机的实际转速能够很快地响应目标转速的变化,表明调速系统性能良好,转速误差处于很小的范围内;电机电枢电流不超过系统最大限制电流。所提策略能达到ABS系统运行时减小电机能耗、噪声以及抖动的目的。

针对锻造液压机双缸同步系统控制精度不足的问题,提出了一种采用误差反馈的同步控制结构。在建立同步控制系统数学模型基础上,对传统的串联型和并联型同步控制结构进行改进,并利用遗传算法对系统中PID控制器参数进行优化分析。最后将该控制结构仿真结果与串联型、并联型控制结构仿真结果进行对比,研究结果表明:在最大同步误差、达到稳态同步误差的调整时间等方面,采用误差反馈的同步控制结构均优于传统的串联型、并联型控制结构,能够满足锻造液压机同步控制性能要求。

由于电液伺服系统的非线性导致PID控制难以对系统模型进行良好的预测控制,构建了由液压伺服阀和液压缸组成的电液伺服系统模型,并利用布谷鸟搜索算法(CSA)和遗传算法(GA)实现对电液伺服系统的模型预测控制(MPC)。依据连续状态空间模型建立了力识别模型,对液压缸和黑箱进行了数学建模。采用CSA和GA算法对MPC控制进行优化和参数整定,提高系统模型的稳定性和控制性能。对系统模型的外力、电压和振幅信号进行仿真实验,并与PID控制进行比较。结果表明:相比于PID控制,利用CSA和GA的MPC控制下外力的超调量降低了20%,电压的波动误差降低了1.5 V,振幅的跟踪稳态误差降低了50%。说明采用CSA和GA的MPC控制方法,提高了电液伺服系统的鲁棒性和稳定性,具有较高的跟踪精度并提升了系统的动态性能。