检索结果-内蒙古大学图书馆

北京航空航天大学学报 2024年第8期50卷 2439-2448页

作者：王海波何欢邹怀静聂勇西南交通大学机械工程学院成都610031 轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室成都610031 浙江大学流体传动及控制国家重点实验室杭州310027

为提高钢轨打磨车打磨钢轨的平顺性及稳定性,提出以电动静液作动器(EHA)代替传统液压作动系统作为钢轨打磨车的专用执行器,考虑柱塞泵的总效率波动和液压缸动静摩擦差异大2个非线性因素,建立非线性数学模型;建立EHA的MATLAB、AMESim联... 详细信息

为提高钢轨打磨车打磨钢轨的平顺性及稳定性,提出以电动静液作动器(EHA)代替传统液压作动系统作为钢轨打磨车的专用执行器,考虑柱塞泵的总效率波动和液压缸动静摩擦差异大2个非线性因素,建立非线性数学模型;建立EHA的MATLAB、AMESim联合仿真模型,对PID控制、滑模变结构控制、反演控制进行控制策略对比研究,仿真分析验证反演控制在响应快速性及稳定性方面具有良好的表现。搭建四象限平台对EHA进行反演控制负载试验,结果表明:其位移控制精度达0.21 mm,具有较好的控制性能。

关键词：钢轨打磨车电动静液作动器非线性因素联合仿真反演控制

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单向高频正弦流量信号标定系统的建模与试验

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浙江大学学报（工学版） 2023年第12期57卷 2375-2380,2390页

作者：丁川朱海鑫朱宽宽夏宁刘丽阮健浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310014 浙大城市学院机械电子工程研究所浙江杭州310015 浙江大学流体传动及控制国家重点实验室浙江杭州310030

为了标定单向动态流量信号,提出单向高频流量信号标定系统.该系统用动态缸活塞运动速度记录流量的动态变化,用流量计记录流量的稳态值.建立系统的数学模型和AMESim仿真模型,评估所提系统的动态标定性能.仿真结果显示,在输入正弦流量信... 详细信息

为了标定单向动态流量信号,提出单向高频流量信号标定系统.该系统用动态缸活塞运动速度记录流量的动态变化,用流量计记录流量的稳态值.建立系统的数学模型和AMESim仿真模型,评估所提系统的动态标定性能.仿真结果显示,在输入正弦流量信号和阶跃流量信号后,标定系统经调整后会达到稳定状态,即动态缸活塞处于设定的行程中位。在输入50 Hz的正弦流量信号后系统仍未出现幅值衰减,具有良好的标定能力.搭建试验台,输入单向高频正弦流量信号进行标定系统试验,使用标定流量理论公式计算系统的输出值.试验结果证明,当输入变频率为5~30 Hz的正弦流量信号时,标定系统的输出值没有幅值衰减和相位滞后.系统的表现与仿真结论一致,具有标定单向高频流量信号的可行性.

关键词：单向高频流量标定系统 AMESim仿真流量标定试验闭环控制

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超高压斜盘式轴向柱塞泵柱塞副摩擦界面油膜固液耦合作用特性研究

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机械工程学报 2022年第20期58卷 438-452页

作者：胡敏高鹏闵思婕刘睿丘天祥曾亿山刘常海合肥工业大学机械工程学院合肥230009 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 安徽博一流体传动股份有限公司合肥230009

作为液压传动系统核心动力元件的轴向柱塞泵,超高压化是其必然发展趋势与要求,然而超高压化会造成其中关键的柱塞副摩擦界面油膜形成显著的固液耦合作用,对柱塞副油膜的摩擦润滑与密封承载性能产生规律尚不明确的影响。为此,建立一种基... 详细信息

作为液压传动系统核心动力元件的轴向柱塞泵,超高压化是其必然发展趋势与要求,然而超高压化会造成其中关键的柱塞副摩擦界面油膜形成显著的固液耦合作用,对柱塞副油膜的摩擦润滑与密封承载性能产生规律尚不明确的影响。为此,建立一种基于变形矩阵法的固液耦合作用求解方法,该方法基于有限容积法解算油膜流体润滑方程,基于有限元法实现摩擦界面变形计算节点规则化设置及变形矩阵精准计算,在此基础上建立柱塞副油膜弹性流体动压润滑数值计算模型,针对采用软硬配对的柱塞副63 MPa超高压工况下的摩擦界面油膜固液耦合作用特性进行研究,结果表明:固液耦合作用有助于减小柱塞副处轴向黏性摩擦力和泄漏流量,一个周期内柱塞副总周向黏性摩擦力大小基本不变但分布更为集中,导致产生了更大峰值的瞬时摩擦力;显著的结构变形产生于柱塞副摩擦界面两端局部位置处,因而对泄漏流量不造成影响,在超高压工况下经过软硬配对跑合,固液耦合作用有助于原本标准柱形铜套孔形成类似“喇叭口”的一种微观形貌,增大了柱塞与铜套孔的接触面积,增强了密封超高压油的能力,降低了接触应力。建立的模型及研究结果可为轴向柱塞泵超高压化设计提供指导。

关键词：轴向柱塞泵柱塞副超高压固液耦合作用弹性流体动压润滑

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基于迭代学习算法的柔性针轨迹规划

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机械工程学报 2021年第11期57卷 128-137页

作者：李沐蓉雷勇黄成胡英达杜世伦关昊天高德东浙江大学流体动力与机电控制国家重点实验室杭州310027 青海大学机械工程学院西宁810016

轨迹规划在机器人辅助柔性针穿刺中有着重要作用。在针-组织交互大变形下,针-组织耦合模型可以对由于针组织交互作用产生的针轨迹误差进行预测。提出一种基于迭代学习的轨迹规划算法:首先在离线状态下,基于可达域理论生成刚性空间下的... 详细信息

轨迹规划在机器人辅助柔性针穿刺中有着重要作用。在针-组织交互大变形下,针-组织耦合模型可以对由于针组织交互作用产生的针轨迹误差进行预测。提出一种基于迭代学习的轨迹规划算法:首先在离线状态下,基于可达域理论生成刚性空间下的初始路径集,并通过遗传模拟退火优化算法选择出最优路径;再基于针-组织耦合力学模型对柔性空间的针挠曲、组织形变进行预测,并根据偏差预测值和迭代学习算法不断修正柔性空间中的针控序列以满足穿刺精度要求,最后得到最优规划参数并且对针轨迹规划算法中的参数进行全局敏感性分析;最后,搭建了针穿刺试验台对提出的针轨迹算法进行验证,试验结果表明算法的轨迹平均误差小于0.45 mm。

关键词：迭代学习控制针轨迹规划微创针穿刺柔性针

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液压机械臂驱动关节的非线性摩擦力自适应补偿控制

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液压与气动 2024年第1期48卷 20-30页

作者：夏杨修吕立彤陈正赫连勃勃浙江大学海洋学院浙江舟山316021 石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043 浙江大学流体传动与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 卡尔斯鲁厄理工学院移动机械研究所德国卡尔斯鲁厄376131

液压机械臂在重载任务中至关重要,但在精细化作业中却普遍存在“力量够大、精细不足”的问题。无论采用全自主还是半自主的作业方式,精密运动控制都是实现精细作业的首要基础。液压机械臂多采用液压缸直动推动关节转动的非线性驱动关节... 详细信息

液压机械臂在重载任务中至关重要,但在精细化作业中却普遍存在“力量够大、精细不足”的问题。无论采用全自主还是半自主的作业方式,精密运动控制都是实现精细作业的首要基础。液压机械臂多采用液压缸直动推动关节转动的非线性驱动关节构型,摩擦分别来自液压缸和转动轴,但现研究大多忽略直动摩擦而仅考虑转动摩擦,因而运动控制中的摩擦补偿不到位。建立了面向模型补偿控制的液压机械臂非线性驱动关节动力学模型,全面考虑液压缸和转动轴的摩擦特性,进而提出摩擦补偿控制方法。结合基于最小二乘的在线参数自适应律,设计了直接/间接自适应鲁棒控制器。最后开展多组仿真对比,验证所提控制方法对液压机械臂驱动关节控制精度的提升效果。

关键词：液压机械臂运动控制自适应控制摩擦补偿

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液压油箱用固液旋流分离器分离效率影响规律

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机械工程学报 2021年第24期57卷 102-113页

作者：张晋尹文龙程昱杰杨起帆李莹祝毅燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室秦皇岛066004 先进制造成形技术及装备国家地方联合工程研究中心秦皇岛066004 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

颗粒物污染是影响移动装备液压元件及系统性能的主要原因之一,液压油箱考虑去除杂质功能会增加其设计容积,不利于液压系统轻量化设计。应用离心分离的原理,使不同密度的介质在高速旋转的流场中进行分级筛选,可快速去除液压油中大颗粒污... 详细信息

颗粒物污染是影响移动装备液压元件及系统性能的主要原因之一,液压油箱考虑去除杂质功能会增加其设计容积,不利于液压系统轻量化设计。应用离心分离的原理,使不同密度的介质在高速旋转的流场中进行分级筛选,可快速去除液压油中大颗粒污染物,提高液压系统可靠性,提升过滤器使用寿命。由于旋流分离器中流场的流动形式复杂,预测旋流分离器内部的流场特性、颗粒运动轨迹十分困难。因此,研究旋流分离器流场流动规律和污染物旋流分离机理,可以为液压系统污染物分离和去除提供理论基础。针对固液旋流分离器的流场分布规律和污染物分离效率的影响规律展开研究。根据旋流分离理论设计了固液旋流分离器结构,分析旋流分离器不同直径和长度下,固液旋流分离器轴向速度、切向速度的分布规律,通过粒子图像测速法对仿真结果进行试验验证,得到结构参数对分离效率的影响规律。结果表明,当中心的轴向速度为负值、壁面附近的轴向速度为正值时,切向速度越大,越有利于分离液压油中的颗粒。该研究结果可对液压油箱用固液旋流分离器的结构设计提供理论指导。

关键词：旋流分离器速度分布污染物颗粒有限元分析

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液驱并联机构多维力加载系统滑模解耦控制

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中南大学学报（自然科学版） 2020年第12期51卷 3407-3417页

作者：赵劲松孙鑫宇董杰王春发徐嘉祥王志鹏燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室河北秦皇岛066004 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004

针对液驱并联机构多维力加载系统频响低、耦合力强、参数时变和模型摄动的问题,提出一种改进的滑模控制策略以提高系统响应速度与输出精度。首先,建立多维力加载系统刚柔混合动力学模型与液压系统模型,推导不同位姿下系统闭环传递函数,... 详细信息

针对液驱并联机构多维力加载系统频响低、耦合力强、参数时变和模型摄动的问题,提出一种改进的滑模控制策略以提高系统响应速度与输出精度。首先,建立多维力加载系统刚柔混合动力学模型与液压系统模型,推导不同位姿下系统闭环传递函数,分析各通道间耦合力产生机理。其次,考虑多维力加载系统模型实际质量矩阵和刚度矩阵的不确定性,提出名义矩阵补偿方法。基于系统补偿模型,构建滑模控制器名义模型,进而利用力跟踪误差确定控制器二阶滑模面,探索滑模面收敛条件,分析控制参数对力跟踪误差收敛速度的影响。在此基础上,采用线性化反馈技术,确定滑模控制律。最后,根据李雅普诺夫定理分析提出的控制结构稳定性,得到渐进稳定的充分条件。研究结果表明:在工作频段,相较于传统PI控制,滑模控制的多维力加载系统通道间耦合力范围减小86.5%,耦合力矩范围减小66%;广义质量矩阵和广义刚度矩阵的非对角性是多维力加载系统产生耦合力的主要因素,改进的滑模控制器能够克服多维力加载系统的建模误差,提高系统的动态响应速度及对外部扰动的鲁棒性。

关键词：电液伺服并联机构多维力加载力耦合变结构控制

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音圈隔膜泵电磁驱动装置的设计与仿真

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液压与气动 2021年第5期45卷 114-119页

作者：傅阳闫献吴瑞明杨礼康孙祝兵申慧敏朱康伍浙江科技学院机械与能源工程学院浙江杭州310012 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310023 浙江联宜电机有限公司浙江金华321000 上海理工大学机械工程学院上海200093 上海航天控制技术研究所上海201109

提出一种音圈式电磁隔膜泵,通过分析音圈电磁执行器各部件,结合经验公式,建立了音圈电磁隔膜泵的理论模型;通过有限元软件COMSOL分别建立了稳态和瞬态下的多物理场模型,探究了永磁体与线圈几何结构对音圈电磁隔膜泵执行器电磁力产生的影... 详细信息

提出一种音圈式电磁隔膜泵,通过分析音圈电磁执行器各部件,结合经验公式,建立了音圈电磁隔膜泵的理论模型;通过有限元软件COMSOL分别建立了稳态和瞬态下的多物理场模型,探究了永磁体与线圈几何结构对音圈电磁隔膜泵执行器电磁力产生的影响,并对模型参数进行分析;通过比较模型和直动式电磁执行器模型的电磁力特性和电流特性,验证了音圈电磁隔膜泵在降低功耗方面的有效性。

关键词：隔膜泵有限元分析音圈电磁电磁执行器

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联合运输中驱动液压系统群可靠性分析与计算

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机床与液压 2020年第24期48卷 13-20页

作者：王建军赵静一李文雷蔡伟燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室河北秦皇岛066004 安徽机电职业技术学院机械工程学院安徽芜湖241000 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室河北秦皇岛066004 河北省特种运载装备重点实验室河北秦皇岛066004

为保证联合运输安全,对两车联合运输的驱动液压系统组进行了研究。同步控制是安全运输的关键,对驱动液压系统群和控制系统的可靠性要求很高。因此,必须对驱动液压系统群的寿命预测和可靠性增长进行研究。两车联合运输的驱动液压系统群... 详细信息

为保证联合运输安全,对两车联合运输的驱动液压系统组进行了研究。同步控制是安全运输的关键,对驱动液压系统群和控制系统的可靠性要求很高。因此,必须对驱动液压系统群的寿命预测和可靠性增长进行研究。两车联合运输的驱动液压系统群的可靠性为对象进行了研究,首先对某运输车辆的可靠性模型进行了研究,建立了运输车传动系统的可靠性框图模型;并在此基础上建立了相应的可靠性数学模型;经过MATLAB软件进行计算,得到了驱动液压系统群的可靠性曲线和可靠度。并针对工程实践中的驱动不同步问题建立了驱动液压系统群的故障树模型,对故障树进行了定量和定性分析,最终找出了驱动液压系统的薄弱环节。进而可以在设计过程中就考虑到预防故障的产生,提高系统的设计水平,该方法可有效提高联合运输液压系统群可靠性。

关键词：可靠性驱动液压系统群故障树联合运输

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全断面岩石掘进机连续性刀盘形变理论及应用研究

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应用基础与工程科学学报 2017年第3期25卷 629-635页

作者：张照煌龚国芳高青风华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 浙江大学流体传动及控制国家重点实验室浙江杭州310027

刀盘是全断面岩石掘进机上的关键核心部件.实际工程应用发现,全断面岩石掘进机作业过程中,盘形滚刀破岩作业效能低、设备振动大,与刀盘形变极不均匀关系密切.以弹性力学理论为基础,论文建立了全断面岩石掘进机作业刀盘的形变模型;考虑... 详细信息

刀盘是全断面岩石掘进机上的关键核心部件.实际工程应用发现,全断面岩石掘进机作业过程中,盘形滚刀破岩作业效能低、设备振动大,与刀盘形变极不均匀关系密切.以弹性力学理论为基础,论文建立了全断面岩石掘进机作业刀盘的形变模型;考虑刀盘上盘形滚刀均匀布置,从而将作业刀盘看成面板上分布着均布载荷的弹性连续薄板;根据刀盘与其支撑大轴承的联接关系,确定刀盘支撑边界条件为夹支,从而对刀盘形变模型进行了求解.根据理论研究,论文提出了全断面岩石掘进机曲面刀盘概念——根据破岩地质条件,给刀盘以预变形,当刀盘在此地质条件下破岩作业时,刀盘产生弹性变形,从而使预变形消失,刀盘保持平面作业状态.论文建立的理论增强了刀盘作业刚度,使作业刀盘的极不均匀变形因其预变形基本能保持平面作业状态,有效提高了刀盘上盘形滚刀的破岩作业效能、降低了机器振动,从而为全断面岩石掘进机刀盘结构设计提供了借鉴.

关键词：全断面岩石掘进机刚度曲面刀盘

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