以某高地隙自走式农用喷雾机的全液压转向系统为对象,针对其转向不灵活、转向半径过大的问题,设计出一种新颖的全液压四轮转向系统。根据喷雾机的总体设计要求确定转向器、转向动力缸、转向泵等液压元件的相关参数,然后基于AMEsim建立了转向系统机械-液压耦合模型,并在方向盘匀速慢转和匀速快转2种工况下进行了转向性能的动态特性仿真分析。仿真结果表明该转向系统动态响应快、机动性能好,较好地满足了高地隙自走式农用喷雾机的作业要求。

在Matlab/Simulink中建立了魔术公式轮胎模型、七自由度车辆模型和车辆参考模型,以汽车横摆角速度为控制变量,采用模糊控制算法建立了控制系统,结合在AMESim中建立的四通道液压制动模型,通过接口连接建立汽车ESP联合仿真模型。在典型工况下对其控制效果进行仿真分析。结果表明,ESP可以对汽车进行较好的控制,提高汽车的稳定性和安全性。

为研究液压控制系统的工作过程及与整车的匹配,基于AMEsim/Matlab联合仿真技术,在AMEsim中建立了ESP液压系统模型,对其进行动态特性分析,将液压系统模型与Mat-lab中建立的整车模型及控制器连接建立了联合仿真模型,对其控制效果进行联合仿真。结果表明通过对液压系统参数的合理匹配,ESP可以对汽车进行较好的控制,提高汽车的操纵稳定性。

为解决传统数字阀驱动复杂、控制器体积大、可靠性差等问题,设计了一种高温阀位置伺服系统控制器。该控制驱动器采用LVDT位移传感器进行高温阀阀芯位移的检测,通过控制前置级偏心拨杆阀,实现对主功率级高温阀的位置控制。介绍了伺服系统的总体方案、硬件设计、Simulink仿真模型,控制技术等,并对系统样机进行了实验。证明了该伺服控制器体积小、动态高、分辨率高,实现了对高温阀流量输出的精确控制。

为有效地改善车辆乘坐舒适性和行驶安全性,基于车辆系统动力学理论,建立了含半主动悬置系统与半主动悬架系统的整车动力学模型。利用线性二次型最优控制原理设计了集成控制器,并采用微粒群优化算法对集成控制器的权系数进行优化设计。以车体的垂直加速度、侧倾角加速度、俯仰角加速度作为评价指标,对车辆磁流变半主动悬置系统与磁流变半主动悬架系统集成控制进行了仿真计算。结果表明:集成控制的峰值比独立控制分别减少了7.22%、14.38%和12.75%,集成控制的均方根值比独立控制分别减少了8.58%、22.38%和4.13%,经过集成控制后的车辆综合性能明显优于独立控制。

磁流变阻尼器是一种阻尼可调的半主动智能控制器件,其磁流变液黏度随外加磁场强度而发生变化,因此磁流变阻尼器表现出复杂的非线性动力学特性。经典Bingham力学模型无法精确描述磁流变阻尼器在不同输入电流工况下力与速度之间的非线性关系,对实现磁流变阻尼器的输出阻尼精准控制存在难度。通过台架试验研究磁流变阻尼器的动态力学性能,提出了一种改进的Bingham力学模型—Rational函数模型。根据试验结果,通过最小二乘法对Ra-tional函数模型进行参数辨识,进一步建立各参数与电流之间的映射关系,并在Matlab/Simulink环境中对磁流变阻尼器在不同输入电流下力与速度之间的非线性关系进行仿真分析。结果表明:Rational函数模型可改进多项式函数模型在电流低于0.5 A时高速段存在的不稳定性和在速度换向拐点处拟合效果不佳的缺陷,在全工况下模拟磁流变...

在变重力环境下,采用啮合传动元件的行星探测器传动装置受柔性关节影响较大。此外,行星探测器在工作过程中不可避免地会有爬升或克服障碍的动作,会对传动系统中啮合部件造成较大磨损。因此,提出变重力环境下磁流变液剪切屈服应力计算模型,阐述了磁流变液传动装置(MFTD)的结构和原理并建立MFTD控制系统的传递函数,采用磁流变液作为工作介质可大大降低传动装置接触摩擦损失。另外,设计自适应模糊PID速度控制策略并比较了常规PID控制与自适应模糊PID速度控制方式的仿真和实验测试,实验数据显示自适应模糊PID控制能够有效减小传动系统速度波动、快速调整到期望速度值以及具有较高的运动稳定性等优点。

为对某款液压筒式减振器进行结构参数的优化,建立了压缩、复原行程的数学模型,并进行台架试验,以活塞复原孔直径、复原节流阀片缺口高度、复原阀弹簧预紧力3个结构参数为优化变量,复原行程最大阻尼力为优化目标,仿真分析了开阀后优化变量与优化目标间的关系,建立了Kriging近似模型并利用多岛遗传算法对3个结构参数进行寻优。将优化前后的结构参数进行仿真分析和试验验证,与预期值相对误差分别为0.446%和1.82%,表明该近似模型可靠且减振器能量耗散性能得到了提升,为其他结构参数的分析设计及性能的优化提供了一种方法。

在激烈加速工况下,传统无级变速器由于机械结构等原因,无法承受较大的扭矩、工况适应能力受限于动力源,而液压传动拥有功率密度大、惯性小、响应快、易于控制、过载保护等优点,是实现无级变速的更优方案。提出一种可实现无级液压变速器的轴向柱塞泵,该泵的输出流量较斜盘式轴向柱塞泵大大增加,同等体积能提供较大处理能力,且在不改变转向的情况下,可实现油路的改变。设计该泵结构,建立AMEsim仿真模型,深入分析此双转子变量轴向柱塞泵的性能。结果表明:该泵通过改变从动轴与主动轴夹角可实现输出流量的调整,输出流量满足设计需求,零部件强度、硬度也满足运动学需求,为后续变速器的设计提供参考。

针对机器人在非结构环境需求下设计的主观性与不确定性问题,提出了模糊非解耦模型与功能-原理-行为-结构(function-principle-behavior-structure,FPBS)耦合的设计方法。通过建立模糊非解耦模型,根据置信水平值的不同,将需求按亲疏关系进行划分,以确保需求间的相互独立性,同时消解评价主观性,基于FPBS的设计方法将隐性知识显性化表达,实现自顶至下多层级的设计与自底至上的结构综合,设计出满足要求的机器人结构方案。以液压四足机器人为例,验证了方法的可行性,在多需求非结构环境下,为机器人设计提供更加科学有效的新思路。