阀控缸液压系统存在建模不准确、动态控制精度较低和控制算法调试困难的问题,为此,提出了一种基于递推最小二乘法(RLS)的反步法动态面控制策略,并采用半实物仿真平台对其控制算法进行了调试验证。首先,建立了阀控缸液压系统非线性状态空间模型,推导了该系统的最小二乘矩阵形式和递推算法公式;然后,基于李雅普诺夫稳定性理论和动态面控制技术,建立了阀控非对称缸系统的控制模型,设计了一种基于RLS的反步法动态面控制器;最后,基于半实物仿真平台,对改造后的Linux操作系统进行了实时性验证,完成了阀控非对称缸系统参数辨识和基于RLS的反步法动态面控制试验任务。试验结果表明:RLS算法不仅能用于准确地估计系统模型参数,更能有效地适应系统模型参数的变化;相比于常规PID控制方法,基于RLS反步法动态面控制策略在阀控非对称缸系统稳定状态和...

介绍了一种采用虚拟仪器技术设计了超声波监测系统的方法,该系统利用计算机的数据处理和控制功能,实现超声波智能检测.

针对缸间齿轮联动液压发动机(GCHE)的结构原理,在多体动力学仿真软件ADAMS环境下搭建了两缸GCHE虚拟样机,并进行了仿真分析和动态特性研究,获取了标定工况下GCHE主运动系统的运动和受力情况,仿真结果为GCHE的进一步优化设计和整机性能改善提供了重要参考依据。

针对某型负载敏感阀U型节流槽流量调节范围小、响应慢等问题,通过分析阀口开度与过流面积的函数关系,设计了一种Ω型结构节流槽,建立阀口过流面积数学模型,利用粒子群算法以流量增益为目标对其结构参数进行寻优,利用FLUENT仿真软件对其性能进行了验证。结果表明Ω型节流槽阀口开度-过流面积的设计参数最优值r为1.5 mm、L1为5.6 mm、h为4.7 mm。U型与Ω型节流槽的阀口开度-过流面积均呈现分段增大的趋势。当阀口开度小于3 mm,U型与Ω型过流面积梯度一致;当阀口开度处于3.0~5.6 mm,U型过流面积梯度逐渐减小,Ω型过流面积梯度增大,Ω型比U型平均增大32.66%,具有较高的流量增益;当阀口开度处于3.0~5.6 mm时,Ω型最大流速峰值比U型平均减小4%,对节流槽冲击减弱,稳定性相对提高。

针对液压伺服阀实物系统辨识操作复杂、效率低下的问题,提出一种基于Amesim仿真软件的伺服阀参数辨识方法,并开发了相应算法。该算法借助Amesim仿真软件提供的联合仿真技术,实时读取仿真模型的数值计算结果,借助二次开发C语言程序读取仿真模型的输入输出数据,采用最小二乘法进行参数辨识。用C语言进行系统辨识算法的开发保证了辨识算法的可移植性。仿真试验证明,所开发的参数辨识算法是可行的,所开发的系统辨识算法程序可以直接移植到实物控制器中。

针对商用硬件在环仿真系统价格昂贵、开放性差的问题,提出了一种基于Linux实时内核的硬件在环仿真系统的搭建原理和仿真实现方法。采用USB3.0总线的研华数据采集卡作为仿真系统对外的硬件接口,保证了仿真系统的实时性、便携性和仿真精度。为了验证所开发的硬件在环仿真系统的实时性,分别进行了实时性能测试和阀控缸液压伺服系统的硬件在环仿真测试。结果表明,所开发的半实物仿真系统实时性强,仿真结果准确可靠,可以在控制器设计的参数整定工作中发挥作用。

针对阀控非对称液压缸理论和应用研究不足的问题,进行自适应非线性控制算法研究。推导阀控非对称液压缸的非线性理论模型,并利用反步法设计控制系统,再通过功率键合图建立阀控非对称液压缸的仿真模型,验证控制算法具有正确性。最后,对所提出的自适应控制算法进行仿真验证,给出自适应反步控制算法的参数整定方法。结果表明,系统参数能够呈现出良好的自适应动态过程,将该算法应用于具有典型非线性特性的液压伺服系统,可以获得良好的控制效果。

针对市场上商业液压系统仿真软件采购价格昂贵的问题,提出一种以开源软件OpenModelica为平台,借助OpenHydraulic库进行液压系统仿真的应用技术。介绍了Modelica语言的基本原理,OpenModelica的基本运行环境,液压系统仿真库的总体结构、接口子模型库、基本子模型库和元件子模型库,为用户修改和扩展该仿真库提供了参考。最后,通过飞机液压泵测试系统的工程仿真实例,证明了本液压系统仿真方案的可行性,对液压泵性能试验系统中变量泵的流量和扭矩进行了仿真计算,为液压元件及系统的虚拟测试技术,提供了一种可行的参考方案。

针对电液伺服系统半实物仿真平台理论和应用技术研究不足的问题,开发了一款基于Windows系统的半实物仿真平台原理样机。该平台借助GSL数值算法库求解微分方程完成对电液伺服系统动态特性的仿真,利用数据采集卡作为实物系统和半实物系统之间通信的端口,实现了高精度定时下的半实物仿真功能。仿真试验的运行结果证明,该原理样机的技术方案是可行的。

液压凿装机掘进臂中小臂结构在凿岩过程中受到较大交变载荷,易出现疲劳损伤。利用UG软件建立小臂三维模型,应用ADAMS软件分析提取掘进臂典型凿岩工况下小臂各受力点的载荷特征,在ANSYS Workbench软件中分析得到结构的最大应力为193 MPa、最大变形量0.36 mm。以减轻重量为目标、保证强度为约束条件对结构进行拓扑优化,根据优化结果确定了优化后结构模型。将有限元仿真数据导入nCode疲劳分析软件,通过疲劳寿命计算,得到优化前后的最小寿命时长分别为7 916 h、9 622 h,优化后寿命增加了1 700 h,提高了22%。