对pVTt法气体流量标准装置标准容器温度场特性进行非稳态仿真研究。简要介绍了双容器型pVTt法气体流量标准装置的检定原理，分别建立了自然环境与水浴恒温环境下的三维仿真模型，利用Fluent软件依次计算进气过程与均匀过程标准容器温度场时变特性，分析仿真数据并给出测温点布置思路。结果表明：温度场进入稳态的时间由自然环境下的436s缩短至水浴恒温下的201S，水浴恒温大大加快了温度场稳定进程；水浴恒温下的稳态温度场沿轴向对称分布，且其温度场内最大温差值小于0．01K，消除了自然环境下严重的稳态温度梯度。

根据超高压气动技术规范,结合实际工况,自主设计试验台系统,开发了基于LabVIEW的试验程序,并进行了系统的试验。该试验台由高压气源、控制系统、模拟负载、检测及数据采集系统组成,适用于超高压气动减压阀及容积减压装置。它的成功研制对超高压气动减压技术的研究发挥了重要的作用,有助于超高压气动技术的发展。

针对高压气动减压阀中滑阀式先导阀的缝隙泄漏,建立了考虑泄漏影响的数学模型,对减压阀工作条件和先导阀结构参数等影响因素进行了仿真.结果表明,降低减压阀输入压力、提高输出压力以及提高先导阀节流窗口宽度比等都能有效减少泄漏,仿真分析了泄漏对减压阀压力响应的影响,结果表明,泄漏能提高压力响应速度,但增大了压力超调且降低了压力稳定性,严重时还能导致振荡.仿真结果对于减压阀优化设计及其合理应用有较大参考价值.

多路阀是重型机械中液压控制系统的核心控制部件,它决定了系统控制方式、液体流动方向及流动压力。为了提高生产效率与良品率,设计了一种基于工业机器人与机器视觉的多路阀自动装配系统,该系统由电气控制及视觉检测两大模块组成。系统先通过机器视觉对阀块进行型号识别,然后根据不同的型号控制机器人及机械部分执行对应的装配动作,最后结合机器视觉实现对多路阀装配件装配质量的评估,确保产品合格。实验表明,该系统能在工业现场中快速进行高质量的多路阀自动装配,有效地提高了企业产能。

活塞式流量标准装置具有结构简单、不确定度低等优点。基于位移-时间法原理,设计了一种主动柱塞式液体小流量标准装置,通过控制伺服电机驱动柱塞作匀速直线运动置换出缸体内流体,以实现稳定的流量输出。本装置可应用于浮子流量计、质量流量计、涡轮流量计及电磁流量计等检定校准,工作压力p max≤0.3 MPa,检定介质为纯净水,适用流量范围为20~2000 L/h。实验结果表明,装置流量稳定性优于0.015%,容积重复性优于0.012%,扩展不确定度为0.062%(k=2)。

动态流量计量性能是流量计的重要指标之一,动态气体流量发生源是研究流量计动态性能的必备单元。基于评价气体流量计动态性能的可行性与准确性,设计一种活塞式动态气体流量发生器。在理论分析的基础上,建立装置的AMESim仿真模型,获得目标动态流量曲线与活塞速度的对应关系。开发基于DSP的控制程序,并结合临界流喷嘴开展实验研究。测试结果表明:该装置可以稳定输出目标流量为1 m 3/h、频率0.1 Hz的动态气体流量。

针对并联机构强耦合性导致的运动学分析复杂、控制难度大、工作空间小等问题,设计了一种新型四自由度并联机构。采用螺旋理论分析了机构的运动特性,得知该机构具有两转动两移动自由度,可由4个移动副驱动;建立了机构的位置数学模型,得到了位置反解表达式,分析了运动部分解耦特性;对机构进行了速度分析,推导了速度雅可比矩阵;基于雅可比矩阵对机构进行了奇异分析,得到了机构的奇异位形;分析了机构的条件数指标,通过添加冗余驱动分支消除了奇异位形,提升了机构的条件数性能,并验证了该机构具有较大的工作空间。

为了解决气动位置控制系统的精确定位,提出了一种基于AIC准则的气动位置控制系统辨识。通过对气动位置控制系统分析,建立了系统数学模型,并进行了线性化处理。基于AIC准则建立了白噪声和有色噪声两种模型,找到了满足两种模型最小的阶次,采用增广最小二乘法实现对有色噪声参数的无偏估计;通过自相关系数检验了系统残差序列的白色性,验证了气动位置控制系统辨识模型的可靠性。实验结果表明:当幅值分别为1000 A和1200 A时,两种系统的传递函数基本等价,说明在相同阶次的逆M序列且幅值在一定范围内,不同系统对模型参数的辨识影响较小。

针对工业生产中膨胀阀安装孔缺陷自动检测的需求,提出一种基于机器视觉的安装孔缺陷检测方法。使用SURF特征匹配定位待检测区域,利用双阈值迟滞分割法去除噪声;通过Canny算子计算轮廓边缘,利用邻域生长法提取轮廓信息。为克服缺陷信息的干扰,准确定位安装孔圆心,提出基于几何矩与最小二乘拟合的圆心定位方法。根据轮廓上的点到圆心的距离分割出缺陷轮廓并在输入图像上进行标注,从而实现安装孔缺陷的检测。结果表明:所提出的算法能准确检测膨胀阀安装孔的缺陷,满足工业生产中自动检测的需求。

pVTt是多个国家的气体流量原级标准装置,其进气阀门的性能对检定结果有显著的影响。设计了一种液压驱动的快开三通阀,介绍了其结构与工作原理,建立了流场仿真模型,对其切换过程进行了动态仿真,结果表明所设计的快开三通阀能够实现临界流的快速切换。最后对三通阀的'重叠'模式和'非重叠'模式进行了对比分析,表明'非重叠'模式下流场更为稳定。