闭式泵控系统驱动非对称液压缸时,需要增加复杂的大流量补偿回路来补偿非对称缸两腔面积差引起的非对称流量。挖掘机作业负载力较小时,补油腔和控制腔频繁切换,补油阀开启状态不稳定,难以实时匹配大流量的油液补偿。同时大流量油液频繁流动造成速度和压力波动,产生液压冲击,影响系统的平稳性。提出非对称泵控非对称液压缸系统方案,利用非对称泵自身结构匹配非对称流量。以典型四象限工况执行器斗杆为对象,构建非对称泵控和对称泵控斗杆挖掘机仿真模型,对比研究运行特性。结果表明,该系统无需大流量补偿即可平衡非对称流量,消除了速度和压力波动,且发现四象限工况切换和速度、压力波动的产生是不同步的。

在闭式泵控伺服系统位置输出控制过程中,会出现非对称缸建模难、参数不确定性和控制算法调试困难等问题,为此,提出了一种自适应反步法控制策略(控制器),并采用半实物仿真平台对其可行性进行了验证。首先,推导了考虑单向阀和溢流阀的直驱式泵控非对称缸液压系统的数学模型;其次,采取引入向量的方式,将数学模型变成了严格反馈形式,以此设计了新的自适应反步法控制器,解决了参数不确定问题;最后,在Linux+Preempt-RT半实物仿真平台下,完成了直驱式泵控非对称缸位置系统自适应反步法控制的阶跃信号、正弦信号和加入时变负载的正弦信号试验,并将其控制结果与传统PID控制结果进行了对比分析。研究结果表明采用自适应反步法的控制器的稳态精度可以达到±3.98 mm,相比PID的控制精度提高了53.6%;同时,在系统位置控制过程中,采用参数自适应律对系统的...

为解决双泵控直驱液压系统中非对称缸低压侧压力过低导致稳定性差的问题,提出了一种三泵控直驱液压闭式系统及带有位置预测补偿的速度/位置复合控制方法。介绍了双泵控非对称缸系统和三泵控非对称缸系统两种系统的工作原理,分析了其动态特性,建立液压系统各元件数学模型,而后在MATLAB/Simulink中建模仿真,探讨负载、速度大小及方向改变对系统动态特性的影响。结果表明,该三泵控非对称缸系统较双泵系统具有更好的动态特性;所提出的复合控制方法与PID位置控制方法相比,能更加快速稳定地到达目标位置。

非对称液压缸同步控制系统在大型、重型工业设备中应用广泛,其同步性能和响应速度直接影响设备的稳定运行。为了进一步优化对称阀控非对称液压缸同步系统,对阀控非对称液压缸进行建模分析。基于非对称液压缸特性及负载变化范围大的特点,提出了模糊补偿控制方法来提高液压缸的响应速度;针对液压缸的同步问题,设计了交叉耦合的前馈补偿控制方式来缩小同步误差。利用AMESim搭建液压回路系统模型作为控制对象,并联合Simulink搭建控制系统进行仿真。仿真结果表明:相比于改进前,在负载不断变化且具有偏载的情况下,含双重补偿的同步控制可以明显减小液压同步系统的跟踪误差与同步误差。

车架疲劳试验是矿用车辆改进设计中的一个重要步骤，通过疲劳试验能测试车架及相关部件寿命，优化结构设计。为满足矿车车架疲劳试验要求，提出了利用非对称阀控制非对称缸实现车架疲劳试验台力加栽的方案。通过系统的静、动态特性分析，以及基于AMESim的仿真，确定了控制系统的主要设计参数，并在此基础上，开发了试验系统。系统的试验结果表明，其性能指标达到预期要求。该设计方法对于类似工程实际应用具有一定的参考价值。

为研究在大型飞机结构疲劳试验中摩擦力对阀控非对称缸输出力的影响,建立了输出力的数学模型,分析计算了阀控非对称缸在换向时作动缸输出力的变化。应用AMESim仿真软件对系统进行了仿真,得到了输出力在摩擦力影响下的曲线,验证了理论推导。最后采用差动控制回路降低了输出力因摩擦力产生的振荡。该研究为在大型飞机结构疲劳试验中使用的非对称缸设计提供了参考。

深海有缆水下机器人在恶劣海况下作业时，常配备相应的升沉补偿系统以提高水下机器人释放和回收作业的安全性。重点研究了基于阀控非对称伺服缸的半主动升沉补偿方式，介绍了与实际系统相似的半主动升沉补偿模型系统，并阐述了系统的功能组成和工作原理。考虑了弹性负载的影响，建立了由伺服放大器、阀控非对称缸和弹簧负载模型等构成的电液位置伺服系统的传递函数模型。在此基础上，根据阀控非对称缸的输入电压与活塞输出速度之间的非线性关系，设计了分段前馈控制器，以提高系统的动态响应性能。最后进行了半主动升沉补偿性能试验，结果证明了所研究的半主动升沉补偿方式的有效性。

本文通过研究比例阀控非对称缸系统的动态特性，建立了电比例阀控缸位置系统的数学模型，它与对称动力机械不同。

本文对非对称缸系统液压缸两腔的压力变化进行详细的研究，给出非对称阀控制非对称缸系统液压缸两腔的压力变化范围，研究结果表明非对称阀控制非对称缸系统比对称阀控制非对称缸系统性能优越。

针对普通电液伺服系统存在的弊端，设计了直驱式容积控制电液伺服系统，以交流电机伺服控制系统代替电液伺服阀，使得这一新型电液伺服系统具有体积小、可靠性高，节能等优点，适用于液压传动及要求不太高的伺服控制场合。