设计了一种磁致伸缩轴向双柱塞泵驱动的作动器,并提出了一种新型的主动配流阀,以双磁致伸缩泵为核心动力元件,组成电静液作动系统,实现了作动器的双向连续位移输出。通过建立作动器系统各部分的数学模型,从原理上分析作动器的输出特性。搭建实验平台测试并验证了作动器在相同转速不同相位角下的流量输出特性。通过数学模型与实验的对比,预测了在不同管路长度下作动器的输出特性变化规律。实验结果表明,在驱动频率180 Hz下,最大输出流量可达2.7 L/min。

力矩马达的螺钉装配应力及其应力松弛会影响压力伺服阀零位及其前置级压力输出性能,为量化分析该影响规律,基于ABAQUS有限元软件对压力伺服阀力矩马达进行装配应力分析,研究力矩马达螺钉装配应力及不同位置螺钉装配应力松弛对压力伺服阀4个零位气隙值的影响。进一步建立压力伺服阀数学模型,在MATLAB/Simulink中搭建的压力伺服阀非线性集总参数仿真模型,以不同位置螺钉应力松弛引起的4个零位气隙变化值作为仿真输入,分析力矩马达装配螺钉应力松弛对伺服阀零位及前置级输出压差的影响。得到对称及非对称位置螺钉应力松弛对压力伺服阀零位及前置级输出压差的影响规律,为压力伺服阀中的螺钉装配工艺改进以及零漂故障诊断提供了理论支撑。

电液压力伺服阀是电液压力伺服控制系统的核心控制元件,广泛应用于航空、航天、军事等领域。区别于流量伺服阀,压力伺服阀在滑阀放大器的设计上多采用带有压力控制容腔的三通阀结构,不同的滑阀结构使得现有的偏转射流流量伺服阀仿真模型难以满足压力伺服阀性能预测的需求。基于AMESim平台建立了偏转射流压力伺服阀的仿真模型,并通过实验对仿真模型进行了验证。验证结果表明,仿真模型能够准确地描述压力伺服阀的静态特性。最后,基于仿真模型分析了压力伺服阀在不同加工装配误差影响下的输出性能差异,仿真结果可为偏转射流压力伺服阀的性能预测和结构设计提供参考。

介绍作动器的结构组成,并对作动器工作原理进行分析。对旋转主动阀的配流过程进行分析,得到主动阀旋转过程中通流面积的变化规律。依据磁致伸缩材料输出特性以及旋转主动阀配流特性设计调频调速、调相调速及调幅调速3种方案对作动器输出流量进行调节。对比分析3种方案优缺点,并选择调幅调速作为作动器调速方案。基于调幅调速结合调相换向设计作动器位置控制方案,搭建测试平台进行实验验证。结果表明,所设计方案能够使作动器实现位移跟踪,跟踪幅值3 mm、频率4 Hz,正弦位移相对误差为0.87%。

为充分利用磁致伸缩材料的高频微位移特性,设计了一种基于主动阀配流的轴向双磁致伸缩泵驱动的电静液作动器(Dual Magnetostrictive Axial Plunger Pumps-based Electro-hydrostatic Actuator,DMAEHA)。磁致伸缩泵为整个作动系统提供驱动能源,由磁致伸缩材料驱动活塞实现吸、排油,具有高频、微流量的特性。设计了一种新型的主动配流阀,将磁致伸缩泵在高频下的吸入和排出的微量油液进行整流,进而获得大的流量输出,通过控制可以实现作动器的双向连续位移输出。实验结果表明:在驱动频率为180 Hz时,空载、300 N载荷条件下,作动器最大输出流量分别为2.7 L·min^-1与1.1 L·min^-1。

为实现高速开关阀控气动位置伺服系统的精确控制,以4个高速开关阀控制气缸的结构作为研究对象,提出一种模糊自适应PID算法以提高其控制精度。介绍了系统的结构与工作原理,并在此基础上建立系统数学模型。针对常规PID控制器难以适应多工况位置跟踪的问题,利用模糊控制原理对PID控制器的参数进行在线调整,以满足系统控制过程中对于参数的不同要求。实验结果表明,采用模糊自适应PID控制能够获得良好的位置控制性能。跟踪不同幅值阶跃信号时,均能够实现无超调位置跟踪且稳态误差小于0.2 mm,跟踪幅值为30 mm,频率为0.5 Hz的正弦信号时,最大跟踪误差、平均跟踪误差及标准跟踪误差分别为2.4,0.82,0.46 mm。

电磁切断阀是飞机刹车系统的重要组成部分,电磁切断阀的动态响应对刹车压力快速控制有着重要影响。通过构建电磁切断阀AMESim模型,利用仿真分析研究切断阀的动态响应特性,并找出主要影响因素;为解决切断阀开启过程中负载腔出现的压力振荡现象,通过活塞左端油路添加节流阻尼孔、主阀芯重叠处开先导槽两种优化结构进行仿真分析,发现增加节流阻尼孔,能够降低压力振荡的最大压力值,但是会延长压力上升时间;而阀芯重叠处开先导槽的方法尽管对于压

多功能小车是检修生产线系统上的关键设备,主要完成动车转向架的运输、多级升降和水平旋转等检修工艺步骤,具有承载大、动作定位精度高、工作可靠等优点.文中建立了多功能小车三维实体模型,分析了多功能小车运动部分结构和传动链,设定了多功能小车的一些主要技术参数.最后使用多体动力学仿真软件ADAMS对多功能小车建立仿真模型并设置相关约束,在预定载荷下进行动力学仿真.仿真结果验证了机构设计的合理性并达到了设计要求的运行指标.

针对超磁致伸缩伺服阀的结构特点，研究了其参数设计规律，建立了超磁致伸缩伺服阀集中参数数学模型和动态仿真模型。通过仿真研究得出了该伺服阀主要设计参数对其动态特性的影响规律及其稳定性特点，通过对主要设计参数的优化表明，在-8dB幅值稳定裕量下超磁致伸缩伺服阀幅频宽可以达到近700Hz。

设计了一种新型超磁致伸缩执行器驱动的喷嘴挡板伺服阀，基于超磁致伸缩材料磁机耦合理论建立了该伺服阀的数学模型，推导了其简化传递函数、稳定性判断准则及稳定裕量计算公式。最后对超磁致伸缩伺服阀的静动态特性进行了理论研究、仿真实验并与传统喷嘴挡板伺服阀进行了比较，证明了该新型伺服阀具有高频响、高精度、稳定裕度大、静态特性和线性度好等显著优点，并得出了提高超磁致伸缩伺服阀性能的具体途径和方法。