针对液压机械臂,介绍了机械臂结构、关键传感器类型,基于机器人运动学及三维模型运动仿真拟合出运动方程,通过PLC控制器基于PID算法的速度闭环控制及位置闭环控制,最终实现了机械臂末端装置水平及垂直位移。

针对目前试验装备力不足的现状,根据GB 25974.2—2010中对液压支架千斤顶应进行“压缩和拉伸让压试验”的新要求,开发研制了6000 kN液压支架千斤顶检测装备。介绍了液压支架千斤顶检测技术及装备的主体结构、液压系统和测控系统,并利用有限元力学分析、流量放大控制技术、电液比例控制技术等手段,研发了装备的主体结构、液压系统、测控系统等。验证结果表明,该检测装备解决了超低速工况下拉伸和压缩让压的技术难题,装备满足力学性能及控制精度的要求,主体结构可以满足外加载6000 kN、拉伸载荷3900 kN、一次外加载行程1500 mm的试验要求,符合GB 25974.2—2010和EN 1804-22002对液压支架千斤顶的检测要求。

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。

针对汽车排放后处理器热振试验的高温环境模拟,进行排放后处理器热振试验控制系统研究。对系统温度和压力实现了闭环控制,并实现了系统流量可调节。采用SIMATIC S7-1200 PLC为控制系统的主控制器,基于WinCC7.3组态软件开发人机交互界面,设计试验控制系统的软件及硬件系统。在软件方面,根据排放后处理器热振试验的技术要求,设计并实现PID闭环控制、数据存储以及人机交互界面等功能。系统在排放后处理器热振设备上运行平稳,验收结果表明:该系统控制精度高、开发周期短且可靠性高。研究结果为其他高温试验系统设计提供了参考。

建立伺服阀控制非对称液压缸系统的数学模型，利用MATLAB软件中的SIMULINK模块库对该系统进行仿真分析研究。设计PID控制器，通过引入PID闭环位置控制，使该系统在任意外界信号的作用下都能够保持良好的跟随性，从而提高系统的控制性能。