阀控缸电液系统应用广泛,提高其响应速度、控制精度与可靠性具有重要意义。传统闭环控制基于反馈误差调节,控制简单、稳定性好、易用于复杂系统,但存在时滞与稳定性问题;前馈控制作为一种开环控制方式,具有响应快、无时滞的优点,但控制效果依赖模型精度。针对上述问题,提出一种基于阀控缸电液系统的前馈-反馈联合控制策略,建立其数学模型,运用AMESim软件搭建仿真模型并进行可行性分析,通过实验建立伺服阀流量-压差-电压前馈参数表,最后基于Simulink建立变转速恒压油源实验平台并进行实验验证。仿真及实验结果表明前馈-反馈联合控制可提高阀控缸电液系统的控制精度和响应性,相较于反馈控制方式跟踪精度提高45%,具有良好的综合控制效果。

阀控式液压电梯系统作为机械与液压的耦合体,振动现象不可避免.然而液压电梯的振动经常被忽略,本文针对液压电梯系统,通过建立两自由度的振动模型,分析了液压电梯轿厢的振动响应特性,综合考虑了惯性力和油液脉动力对轿厢振动位移与振动加速度的影响.在分析惯性力对轿厢振动响应影响时,主要考虑了不同载荷变化以及不同的速度曲线轿厢的振动情况;以油液脉动力作为外部激振力时,分析了不同固有频率的激振力对液压系统轿厢振动响应情况.通过理论分析和仿真实验,为解决液压电梯振动问题提供了理论依据和设计参考.

为了分析液压缸的爬行现象,建立了基于LuGre摩擦模型的阀控缸数学模型,并借助Matlab进行仿真分析。通过相平面法研究阀口开度、液压弹簧刚度、非线性摩擦力、供油压力等参数对液压缸爬行现象的影响规律。研究表明当阀口开度增加到11%以上,鬃毛刚度减小到8×10~7N/m以下,鬃毛微观阻尼系数减小到2×10~3Ns/m以下,Stribeck速度减小到0.007 m/s以下,供油压力增加到8 MPa以上,液压缸都不会产生爬行现象;增加液压弹簧刚度或者减小动静摩擦差异均有助于避免爬行现象的产生。

根据液压伺服系统的基本理论,推导了阀控缸液压伺服系统的传递函数模型;用MATLAB软件对系统的动态特性进行仿真分析,并进行了参数修正;结果表明所建数学模型及仿真结果接近实际工况,并且经参数修正后的控制系统是稳定的。

文章分析了一例阀控缸系统在动态测试过程中出现的李萨如曲线异常现象，针对故障现象进行了理论分析和实验验证，为设计、测试和维修阀控缸系统提供了指导。

设计了一套液压式高速冲击模拟系统。采用高压蓄能器供油,通过伺服阀控缸系统将液压能转换为冲击能,模拟冲击速度与加速度的动态变化过程,并且具有冲击角度调整功能。介绍了液压冲击模拟系统的组成与工作原理,重点分析了液压冲击机构;建立了基于蓄能器供油的伺服阀控缸系统动态模型,分析了其简化模型和基本特性;分析了冲击动态模型中各参数对于冲击过程的影响。最后介绍了液压冲击模拟系统的原理样机,并给出了冲击试验数据。

针对传统液压四足机器人电液伺服阀控缸系统的非线性、参数时变性、控制误差大等问题,提出了一种基于位置闭环控制的模型参考自适应控制算法。以液压四足机器人为研究背景,介绍了单腿整体结构及组成;然后,建立液压四足机器人电液伺服阀控缸控制系统模型、传递函数,并设计模型参考自适应控制器;最后,结合AMESim-MATLAB软件搭建四足机器人电液伺服阀控缸系统的控制模型,并对搭建好的测试平台进行实验。实验表明基于电液位置伺服系统的液压四足机器人阀控缸位置控制系统模型的合理性,阀控缸位置跟踪效果好、响应速度快、误差小、鲁棒性强,验证了所设计的位置闭环控制的模型参考自适应控制算法的可行性。

提出了采用不对称阀、改变供油压力、改变背压等3种减小非匹配阀控缸动力机构工作压力变化的方法。采用仿真和实验相结合的方法，对3种方法的效果进行了验证。结果表明，提出的方法是可行的。

在阀控缸液压系统的数学建模和分析中，由于管道数学模型的复杂性，通常忽略了管道对系统的动态特性的影响。理论和实践表明，管道对液压系统的静态和动态特性都有着较为显著的影响。定量预测管道对系统动态特性的影响及优化管道配置，对于高性能液压系统优化设计具有重要意义。笔者在AMESim仿真环境下，运用AMESim提供的液压库、管道子模型库和其它子模型库，对阀控缸液压系统进行了动态仿真，研究了液压控制阀与液压缸之间的管道配置对系统动态特性的影响。

在液压阀控缸的基础上改变负载就能获得不同的液压伺服控制系统。分析了阀控非对称缸的负载压力—流量特性建立了阀控缸流量连续性方程和液压缸的力平衡方程推导了阀控缸位置控制系统动态特性的数学模型。采用MATLAB软件的SIMULINK模块对阀控缸位置控制系统进行动态特性仿真分析并进行了实验验证结果表明:所建数学模型及仿真结果接近实际工况能满足不同液压伺服控制系统负载特性的分析需要。