在变转速工况下,滚动轴承时变故障特征提取困难,且时间重分配的多重同步压缩变换(TMSST)易受噪声干扰,其相关参数的确定不具备自适应性。针对此问题,提出一种基于BAACMD-NGO-TMSST的变转速滚动轴承故障诊断方法。通过BAACMD将故障信号分解为多个分量,采用基尼指数和包络熵作为综合指标选取最优分量,从而去除噪声干扰;采用北方苍鹰优化算法(NGO)对TMSST进行参数寻优;最后,利用优化后的TMSST对最优分量进行时频分析,并计算最大TF包络谱(TFES)提取故障特征。通过仿真信号和渥太华轴承数据集,验证了所提方法的可行性和有效性;与其他降噪方法对比,BAACMD在降噪方面具有优越性;与其他时频分析方法对比,所提方法具有更好的特征提取效果。

泵控马达系统分为变排量和变转速两种调节形式,对其各自的性能特点进行对比分析对于液压系统的工作应用是十分有意义的。根据泵控马达调速系统的两种调节方式建立了仿真模型,对比分析了变排量调节和变转速调节的特点。以变转速泵控马达调速系统为对象,设计了一种模糊PID(Proportion Integral Differential)控制器,在Simulink(模块图环境)中搭建控制器仿真模型与AMESim(Advanced Modeling Environment for performing Simulation of engineering systems)模型进行联合仿真。仿真结果表明在阶跃信号和三角函数信号追踪时,变转速调节的性能优于变排量调节;在对变转速调节控制对比中,模糊PID控制的阶跃信号响应时间为0.5 s,大幅缩短了响应时间,负载干扰下的波动更小;模糊PID在控制在追踪三减函数信号时稳态误差更小,性能更优秀。

电机驱动的变转速轴向柱塞泵有极大的技术优势与产业价值。开发了一种适用于变速驱动的高压轴向柱塞泵,其采用缸体静止、斜盘转动、摆动配流的结构形式,可大幅度降低传统柱塞泵三大摩擦副的摩擦。介绍了该新型柱塞泵的结构,开发了47 mL/r排量的泵样机,测试了该泵的压力、流量脉动和容积效率。结果表明,在200~1500 r/min运行时,该新型柱塞泵的容积效率为95%~98%,压力脉动为4%~8%,具有转速范围宽、容积效率高、流量脉动小等优势,为变转速轴向柱塞泵的设计提供了借鉴。

针对变转速液压系统存在动态响应慢、非线性、控制精度低等问题,特别是负载快速多变时,流量和压力之间产生强耦合,流量控制会出现时变性和不稳定性,采用常规PID控制无法取得理想控制效果。因此结合模糊控制原理,基于LabVIEW测控平台,提出以液压动力源输出流量为控制量的模糊控制策略,对不同典型工况下流量的精确控制进行实验研究,并将液压动力系统在两种控制方法下的动态响应特性、控制精度和稳定性等进行了对比分析评价。结果表明:所提模糊控制策略实际控制效果较好,两种控制方式下的动态响应特性相近,但模糊控制具有更好的鲁棒性。

为了弥补液压机中传动电驱液压泵引起的节流与溢流损失,提出了一种变转速混合动力液压系统控制方式。系统配备蓄能器后可实现电液电机的能量回收,达到系统泄漏的补偿作用,以及对液压执行器发挥预压紧的功能,可以精确调控运行速率与位置。在Simulation X软件中构建了仿真模型,并从动态特性和能效特性两个方面展开分析。研究结果表明:2.5 s后两电机均发生正向旋转,从而得到总压力;2.7 s时系统压力达到9.1 MPa;介于2.7~6.0 s之间时,压力稳定变化;6.6 s时,总压力信号减小至0。该液压系统表现出了优异的运行特性,形成了平稳的速度曲线。电动机驱动过程中形成了稳定的功率变化,以液压-电气方式进行能量回收时,系统达到了最高的能量回收率,表现出最优的节能效果。开展实验测试可知,该系统可以精确定位,速度曲线运行平稳,基本无冲击,整个系统运行特性...

针对教学与科研实验开放性、扩展性的需求问题,设计、开发了变转速液压测控实验台。设计了实验台的硬件部分、电气控制部分及测控系统结构部分;采用了以工控机和LabVIEW软件的测控平台,开发了不同的程序,以对液压马达转速、系统流量与压力等物理量进行测量和控制;以设计的液压马达转速闭环PID控制实验为例,分析了该控制方式的原理,并进行了液压马达转速阶跃变化、负载恒定工况条件下的验证实验。研究结果表明:当液压马达目标转速阶跃变化、负载恒定情况下,采用该控制方式时的实际值能很好地响应目标值的变化,并动态地维持在目标值附近;该实验台具备良好的开放性、扩展性,能满足教学与科研的需求。

为了解决闭式泵控系统液压缸流量不匹配问题并提升液压系统的能量效率,设计了一种变排量、变转速的非对称泵控液压系统控制方案。通过综合控制两个自由度来达到调控排量,实现了液压缸伸缩位置与运动速度的控制功能。此时控制转速和控制排量发生叠加,从而获得了更快的系统响应速度。最后,分别从速度开环、闭环控制方案,以及负载特性等方面对非对称泵控液压系统控制方案及其回路特性展开了仿真分析。研究结果表明:速度开环控制回路系统形成了不对称的速度,速度闭环控制回路系统则表现出更稳定的状态,其可以达到更高的位置控制精度,达到平稳运行状态,获得更优位置控制性能;闭环速度可以保持稳定状态,基本不受负载的影响。

针对风力发电机变转速工况,采用集中质量参数法建立了变速风电行星齿轮传动系统的动力学模型,通过傅里叶级数将时变啮合刚度转化为啮合频率的函数形式,根据仿真的线性升速曲线,分析了变转速对齿轮副时变啮合刚度的影响,并利用龙格库塔法求得了传动系统中各齿轮的动态响应.在此基础上,对风电齿轮箱试验台升速过程测试信号进行分析,验证了所建变转速风电行星齿轮传动系统动力学模型的有效性.

变转速工作模式下齿轮啮合会掩盖故障轴承冲击特征,使得轴承故障特征信息微弱,针对变转速工作模式下齿轮啮合对轴承信号干扰的问题,提出了迭代广义解调齿轮信号分离的变转速滚动轴承的故障诊断方法。首先采用峰值搜索算法从包络时频谱中提取峰值啮合倍频(Instantaneous Dominant Meshing Multiply, IDMM),通过IDMM趋势线构造各广义解调函数的相位函数;其次利用迭代广义解调算法(Iterative Generalized Demodulation, IGD)分离出齿轮啮合频率及倍频信号,对剩余信号采用谱峭度算法确定由故障轴承引起的高频共振滤波参数并进行带通滤波;最后,以提取的IDMM趋势线作为轴承转频,对滤波结果进行角域重采样,根据阶次谱对滚动轴承运行状态予以判断。仿真信号和实测信号的处理结果证明该方法在无转速计设备的情况下能有效的实现变转速滚动轴承的故障诊断。

产业升级和节能减排是当下企业在全球化竞争中的关键。针对挤压机的设备和工艺特点，提高设备可靠性，利用智能的液电混合技术，降低能耗和提升产品质量，是达到推动整个挤压机产业升级和技术进步的一个目标，DFEn智能变转速＋变排量系统，根据设备需要的压力，流量及功率，系统会自动根据模型输出系统的最佳转速和排量，实现电机驱动的扭矩最佳，同时高精度的满足设备的功能需求。