为从液压系统振动信号中提取有效特征进行故障诊断,针对随机噪声、端点效应和虚假分量会影响变分模态分解(VMD)的分解精度问题,提出了一种改进VMD的故障特征提取方法。首先,针对随机噪声会导致分解误差增大现象,提出了基于奇异值差分谱降噪预处理,该方法能抑制噪声对分解结果的干扰;然后,针对端点效应会导致VMD处理信号两端产生明显的飞翼现象,提出了基于支持向量回归机的端点延拓,该方法具有较高的拟合精度;最后,针对虚假本征模态函数(IMF)分量会导致VMD处理出现能量泄漏现象,提出了IMF能量熵增量的虚假分量剔除,该方法的真假分量具有区分性。仿真信号和实测液压信号分析表明:改进VMD能有效改善传统VMD方法在特征提取上的三个不足,可准确提取液压故障信号的主要特征频率,实现液压系统故障的精确诊断。

以压力补偿回路带梭阀的负载敏感液压系统中的阀控缸结构为研究对象,通过理论分析推导得出采用完全匹配的非对称阀控制非对称缸能够抑制系统换向压力冲击和扩大系统负载边界的结论同样适用于负载敏感液压系统,并确定了具体的负载边界范围和负载敏感功能正常工作的条件,为带梭阀负载敏感液压系统中阀控缸结构的设计提供了理论依据。

通过对梭阀负载敏感液压系统工作过程的分析,得出该系统存在四种工况,即负载敏感功能正常＋恒压供油工况、负载敏感功能正常＋变压供油工况、负载敏感功能失效＋变压供油工况和负载敏感功能失效＋恒压供油工况,推导得出了系统正反向运动时四种工况分别对应的负载边界范围以及正反向负载边界范围和全程负载边界范围,并结合具体实例进行了分析,结果表明：上述结论对采用任意阀控缸结构的该类负载敏感系统都适用,可为系统的合理设计提供理论依据。

针对压力补偿回路带梭阀的负载敏感液压系统中存在超压和气蚀的问题，分别在正负载和负负载作用下，结合负载敏感功能工作状态对负载敏感液压系统的超压和气蚀问题进行了研究，通过理论推导得出了超压和气蚀发生的具体负载条件，据此提出了限定系统负载边界和采用非对称阀控制非对称缸的优化改进措施，并通过模型仿真验证了改进措施对改善超压和气蚀问题的有效性，为带梭阀负载敏感液压系统的设计提供了理论依据。

为研究阀芯遮盖形式对数字液压缸特性的影响，根据数字液压缸的具体结构及工作原理建立了完整的数字液压缸AMESim仿真模型，对比研究了零遮盖、正遮盖和负遮盖3种不同阀芯遮盖形式下数字液压缸的特性，通过对仿真结果的分析得出了3种不同阀芯遮盖形式的优缺点，并结合数字液压缸的工作特点给出了阀芯遮盖形式选型建议，研究结果对数字液压缸的优化改进具有指导意义。