在确定蓄能器回收势能液压系统的基础上,分析皮囊式蓄能器初始容积,充气压力等参数对叉车节能效果的影响,并通过试验进行验证,对推动叉车节能技术的研究有积极作用.

针对传统的机械式激振实现振动掘削的结构复杂、功能单一的缺点,根据双阀芯的工作原理设计了一个基于双阀芯的挖掘机振动掘削系统,该系统能通过控制液压系统实现振动掘削的精确控制并能方便地调节振动参数。为了在设计阶段实现系统的优化,分析不同振动加载方式对系统控制性能的影响,以双阀芯系统的数学模型为基础建立了双阀芯振动掘削系统的AMESim仿真模型,运用计算流量反馈的流量控制方法和PID算法实现了阀芯的流量控制,并对矩形波、正弦波和三角波三种流量输入波形的控制精确性进行了仿真分析,得出了三角波和正弦波要比矩形波输入控制更精确的结论,对振动参数优化试验有一定的指导意义。

柱塞泵是液压系统的关键部件之一,监测其健康状态对液压系统的可靠运行具有重要意义。提出一种基于小波包和流形学习的方法,用于分析柱塞泵出口振动信号,从而对其进行健康评估;该方法利用小波包对原始信号进行分解,从中提取用于描述柱塞泵健康状态的有效特征群;把提取的高维特征群作为输入,利用并比较多种流形学习方法进行特征降维,选取状态识别准确率最高的拉普拉斯特征映射方法,建立起的特征向量到健康状态之间的对应关系,实现液压泵健康状态监测的分类要求。实验结果表明,采用小波包和拉普拉斯特征映射相结合的方法可以有效提高柱塞泵状态评估的准确性。

为了生成挖掘机系统虚拟仿真平台驱动信号,开发一种基于状态规则的虚拟驾驶员模型。以中型液压挖掘机为平台对其作业过程进行测试分析,构建基于典型作业工况的挖掘机通用操作规则,结合操作经验及执行机构状态特征进行单作业循环任务点设置。建立工作装置线性时不变系统模型和回转机构线性参变模型,建立模型预测控制算法,进一步构建基于任务协调控制器和模型预测控制器的虚拟驾驶员模型,通过任务标识和对最优控制问题的迭代求解,实现执行机构的轨迹跟随。将开发的驾驶员模型与挖掘机系统模型集成进行仿真。研究结果表明:该模型可较好地反映挖掘机实际作业特征,可为挖掘机设计开发及自动化作业提供重要支撑。

为实现挖掘机能量回收研究中作业工况的标准化,构建挖掘机典型作业工况。提出一种基于时间−功率关系的挖掘机作业工况表征方法,建立基于机载传感数据的挖掘机功率需求模型与动臂可回收功率模型,通过对大量作业数据的采集分析构建挖掘机两元作业工况大样本数据库。提出基于动臂运动状态的短循环作业工况划分方法与特征参数,通过K均值聚类算法结合作业工况数据转换建立作业短循环样本空间。采用极大似然估计与马尔科夫链方法构建以3类工况组合为特征的典型作业工况,并对其进行验证。研究结果表明:构建工况的负载最大功率偏差与动臂可回收最大功率偏差分别为7.81%和7.61%,特征参数平均偏差为4.26%,远低于10%的偏差要求。样本空间中动臂势能回收的综合节能潜力为22.56%。构建的典型工况能反映综合实际工况的一般特征,可为挖掘机能量回...

通过数值模拟和试验,研究了叶轮口环间隙对离心泵性能的影响。为准确计算离心泵的扬程和效率,设计了包含前后泵腔在内的全流场模型。基于RNG k-ε湍流模型,建立了3种口环方案,重点从湍动能、涡量和径向力角度,分析了口环间隙对离心泵全流场水力效率和机械效率的影响。结果表明：当口环间隙值减小时,离心泵的扬程和总效率均增大。究其原因有：叶轮内能量耗散降低;叶轮进口处二次流对主流的冲击作用减弱;离心泵的偏心涡动减弱;前腔泄漏量减少。通过对3种口环方案的综合比较,最终确定叶轮口环采用方案I,效率最高而且满足工程实际应用的需要。

负载敏感系统是液压系统节能控制的主要环节之一.对一具有负载敏感系统的挖掘机在不同工况、不同负载压差,以及不同操作动作下泵的出口压力、流量进行了测试,分析了负载敏感系统工作特性,提出了压差的设定值应随负载的大小按正比例调节,以提高系统对负载的跟随性并减少波动.在标准负载工况下,压差设定为1.7 MPa 时,系统工作比较理想.

应用机器人学理论，建立了三自由度液压挖掘机工作装置的运动学和拉格朗日动力学模型，得出了工作装置关节转矩与铲斗末端位置、速度和加速度之间的关系，并用Matlab对末端沿直线轨迹运动时的动力学进行了仿真。研究结果可以用于挖掘机工作装置的轨迹规划和运动控制。

摊铺机行驶系统的自动化控制是其技术水平提升的重要环节之一.对摊铺机行驶驱动的液压系统及其控制方式进行了分析,提出了比较合理的控制方案,用DSP作为数字控制器的核心器件完成了控制器的硬件设计.通过实验对该控制方案和硬件电路进行了分析.