液压驱动的重型机械臂被广泛应用于工程机械和矿山机械,对其进行自动控制在行业内具有迫切的需求。然而,液压系统的强参数不确定性和难以建模的动态等因素的影响,给其自动控制带来了一定的挑战。文中以某锚杆钻车为例,研究了一类重型液压机械臂驱动液压缸的位置跟踪控制问题,提出了一种模型前馈补偿自抗扰控制器。为解决重载下变负荷、死区、参数不确定以及摩擦等非线性因素带来的控制难题,采取模型前馈与自抗扰反馈相结合的控制方法,将重型液压机械臂的机构动力学模型和比例阀控液压缸模型相结合,建立了系统的机理模型,然后基于系统的机理模型,构建了控制器的前馈补偿部分;设计了扩张状态观测器对系统的未建模因素进行实时观测,再加上基于状态误差的反馈调整构成了自抗扰控制器。最后在实际的重型液压机械臂上进行了实验...

为了分析液力变矩器在装载机作业过程中的动态特性,首先进行了液力变矩器台架试验,得到其静态原始特性;然后对某ZL50装载机的V型铲装作业和运输作业进行了测试.在对试验数据处理的基础上,分析了两种工况下发动机转矩的分配情况.根据牛顿定律,建立了液力变矩器的数学模型,并以此研究了液力变矩器在两种工况下的动态特性.通过对比液力变矩器变矩比的动态试验值与静态值,发现装载机运输工况下液力变矩器可以按静态原始特性进行匹配等计算,但铲装作业工况下变矩器角加速度波动范围过大,必须考虑动态特性的影响.

以由比例溢流阀与比例调速阀控制的阀控缸系统为研究对象,建立液压系统动力学模型;基于LuGre模型对推进液压缸摩擦力进行补偿;建立鬃毛观测器对阀芯运动特性进行估计并通过Lyapunov第一法证明观测器的稳定性;将液压系统的不确定性和外负载干扰进行整合,并选取自适应率进行估计;基于反步积分自适应控制算法,提出了一种压力-速度复合控制策略并对其稳定性进行验证。以液压缸速度控制为基础,将压力误差引入速度期望,实现阀控缸系统的压力-流量复合控制。建立AMESimMatlab阀控缸系统联合仿真平台来对压力-速度复合控制策略性能进行分析。仿真结果表明:压力-速度复合控制器在阀控缸系统速度调节、突变负载以及负载扰动等工况下均具有良好的控制性能;比例溢流阀溢流量的控制有效减小了系统压力的波动和超调;改变压力误差占比可有效改变地层...

为满足液压机械臂在复杂环境下高精度的作业要求,需使其具备一个精确的力测量系统。由于液压机械臂工作环境复杂且末端接触负载大,力传感器容易受到破坏,因此,针对液压机械臂无末端力传感器的末端力精确感知的难题,以3自由度液压重载机械臂为研究对象,提出了基于关节力矩补偿的液压机械臂末端力软测量方法。本研究通过有限傅里叶级数模型设计激励轨迹,并采用递推最小二乘法辨识机械臂动力学参数。以非线性摩擦力矩模型代替库伦粘性摩擦模型,提升机械臂动力学模型精度。建立神经网络关节力矩补偿模型,减小不确定因素对液压机械臂动力学模型精度的影响。搭建AMESim/Simulink联合仿真模型,设计液压机械臂末端运行三角形轨迹,验证了本研究提出的动力学模型精度较高。分别在液压机械臂末端的水平方向和竖直方向施加500 N的恒力负载和0~500...

研究了柱塞泵滑靴卡盘和球头的相对位置.通过分析返程弹簧力,明晰了球头和滑靴卡盘的受力,推导出滑靴卡盘绕球头运动造成的摩擦功耗的数学表达式.研究表明：柱塞泵的弹簧力、球头的半径、泵的转速、斜盘倾角以及滑靴卡盘与球头之间的材料摩擦系数是影响二者摩擦功耗的重要参数.文中还对采用不同配合材料的滑靴卡盘和球头进行了摩擦实验,分析和比较了滑靴卡盘和球头这对摩擦副在不同配合材料情况下的磨损情况,为实际工况中的材料选择提供了参考.

针对工业应用中并联机构采用常规铰接形式导致的系统过阻尼问题，提出了带动压正反馈的模态空间控制器，该控制器将物理空间内强耦合的多输入多输出系统转化为模态空间内解耦的6个相互独立的单输入单输出系统，运用动压正反馈技术实现对存在过阻尼特性自由度的独立调节，从而将各自由度频宽扩展至固有频率附近．文中首先运用模态解耦理论分析了被动关节阻尼对液压驱动Stewart平台控制特性的影响，随后给出了带动压反馈的模态空间控制器结构及设计方法，最后对该方法进行了实验验证．试验结果表明，该模态空间控制器能够有效扩展系统频宽，从而实现降低系统各自由度耦合影响、提高响应速度的目的．

采用动态测试和瞬态分析方法研究液压挖掘机工作装置在常态挖掘过程中的动应力特性，首先针对某反铲液压挖掘机的常态挖掘过程，搭建动应变、油压和角位移的同步采集测试平台；然后基于达朗贝尔动静法原理，分别建立动臂、斗杆和铲斗的动平衡方程，并代入测试数据计算出构件各铰点的动载荷谱，将其转换到随体坐标系中再进行瞬态分析。动态测试和瞬态分析对比结果表明，仿真应力与测试应力的变化规律一致，瞬态分析能够得到挖掘机工作装置整体的动应力特性，可以作为判断工作装置动应力分布规律和危险截面的依据。

为了满足挖掘机液压马达在复杂工况下变速驱动控制的要求，设计了采用变速阀控制的液压马达的变转速调节系统，建立了带变速阀的液压马达系统模型，分析了变速阀先导油腔阻尼孔直径、主阀初始开口量、阻尼孔直径以及弹簧刚度等参数对马达转速切换稳定性的影响。理论与试验结果表明：先导油腔设置阻尼孔有利于提高变速阀的换向性能，缩短马达转速切换响应时间；主阀初始开口量、阻尼孔直径、弹簧刚度对马达转速切换稳定性均有显著影响；所建立的带变速阀的液压马达系统模型的计算结果与试验结果相吻合。

介绍了MATLAB仿真软件在低速大扭矩叶片式液压马达动态特性研究中的应用,并与试验结果相比较,分析了该型液压马达的启动动态特性,对于指导生产具有一定的意义.

基于改进的液压缸阶梯杆模型，对细长型液压启闭机液压缸筒及活塞杆的挠度进行了计算分析，考虑了液压缸安装角度、缸筒与活塞杆配合间隙、液压缸活塞杆自重以及油液质量对杆轴横向变形的影响；依据固体力学基础理论对缸筒、活塞杆的受力与变形进行计算推导，通过建立和求解挠度方程获得了液压缸筒、活塞杆挠度的解析计算方法，并结合工程实际给出了应用算例。结果表明，与有限元计算方法相比，文中方法的计算误差在5％以内。