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机械工程学报 2016年第21期52卷 17-25页

作者：李永泉宋肇经郭菲单张兵张立杰燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室秦皇岛066004 先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学) 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

采用旋量键合图建立球面2-DOF过约束并联机器人机电两种能量并存系统动力学模型,该方法相对传统力学原理动力学建模方法的优点是建模过程规则化,能够得到适合于现代控制理论的空间并联机构状态方程。所建动力学模型只有36个方程,但由于... 详细信息

采用旋量键合图建立球面2-DOF过约束并联机器人机电两种能量并存系统动力学模型,该方法相对传统力学原理动力学建模方法的优点是建模过程规则化,能够得到适合于现代控制理论的空间并联机构状态方程。所建动力学模型只有36个方程,但由于被动过约束(公共约束和冗余约束)和主动过约束(冗余驱动)的存在,共有43个未知量需要求解。为此,针对被动过约束问题,分析三个分支变形引起末端相对于球心O的位移量,增加了6个变形协调补充方程;针对主动过约束问题,提出了采用输入力优化的方法,增加了1个补充方程,最终得到了该机器人完整的多能域系统动力学全解模型。通过数值算例,验证了该方法的可行性和合理性。该方法可以推广到其他包含机、电、液、气的多能域过约束并联机器人系统,为该类多能域机器人系统动力学建模分析提供了一种新的思路。

关键词：动力学建模过约束旋量键合图并联机构多能域

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自行式载重车自适应悬架组群系统顺应性

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中国机械工程 2016年第22期27卷 3103-3110页

作者：赵静一康绍鹏程斐范亮贞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秦皇岛066004 先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学) 秦皇岛066004

对自行式载重车悬架组群系统进行了顺应性描述和顺应效果评价,针对目前传统的液压弹簧悬架系统,设计改进了一种自适应悬架组群系统,建立了整车和自适应悬架组群系统的非线性数学模型;在额定载荷为3200kN的两纵列六轴线自行式载重车的基... 详细信息

对自行式载重车悬架组群系统进行了顺应性描述和顺应效果评价,针对目前传统的液压弹簧悬架系统,设计改进了一种自适应悬架组群系统,建立了整车和自适应悬架组群系统的非线性数学模型;在额定载荷为3200kN的两纵列六轴线自行式载重车的基础上,以随机路面激励为输入,在空载和满载工况下建立了液压弹簧悬架系统和自适应悬架组群系统的仿真模型。仿真分析和现场试验对比结果表明,改进后的自适应悬架组群系统在空载和满载工况下顺应系数分别提高了103.8%与55.1%,系统液压缸输出力更加平缓,具有更好的顺应性,采用改进后的自适应悬架组群系统的自行式载重车在行驶过程中的抗冲击振动能力和改善车辆平顺性方面效果显著。

关键词：自行式载重车自适应蓄能器悬架组群顺应性

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正弦变载荷工况下液压泵振动信号的形态学滤波方法

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中国机械工程 2016年第19期27卷 2557-2563页

作者：刘思远杨梦雪王闯张文文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秦皇岛066004 先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学) 秦皇岛066004

液压泵的振动信号在受到大幅度变载荷作用时将引起振动特征的变化,特别是在正弦载荷变化的作用下,将会产生幅值调制现象。采用传统的单一尺度结构元素的形态学方法对该类信号进行滤波的效果不一定理想。因此,针对正弦载荷液压泵振动信... 详细信息

液压泵的振动信号在受到大幅度变载荷作用时将引起振动特征的变化,特别是在正弦载荷变化的作用下,将会产生幅值调制现象。采用传统的单一尺度结构元素的形态学方法对该类信号进行滤波的效果不一定理想。因此,针对正弦载荷液压泵振动信号的特点,在单尺度形态滤波分析方法的基础上,提出了兼顾形态学结构元素长度和高度尺度的多尺度形态学滤波方法。首先,以冲击特征比值和二阶原点矩作为评价指标,提出综合考虑结构元素长度和高度尺度的寻优方法,确定最优长度和高度尺度算子组合。然后,用最优尺度组合对正弦载荷模拟仿真信号和变载荷液压泵故障振动信号进行滤波处理,分析结果证实其滤波效果优于单尺度滤波方法滤波效果。

关键词：变载荷液压泵形态滤波多尺度

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开式泵控锻造油压机流量压力复合位置控制研究

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中国机械工程 2016年第13期27卷 1705-1709,1715页

作者：艾超刘艳娇宋豫孔祥东先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学) 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

针对开式泵控锻造油压机在压下过程中管路结构所带来的快锻滞后等问题,建立了机组主泵、主缸以及管路结构数学模型,推导了机组压下特性传递函数。以数学模型为基础,提出了基于流量压力复合控制的前馈补偿控制方法,实现了机组压下阶段空... 详细信息

针对开式泵控锻造油压机在压下过程中管路结构所带来的快锻滞后等问题,建立了机组主泵、主缸以及管路结构数学模型,推导了机组压下特性传递函数。以数学模型为基础,提出了基于流量压力复合控制的前馈补偿控制方法,实现了机组压下阶段空载位置控制以及带载压力补偿位置控制,即机组压下特性的综合控制。以0.6MN锻造油压机实验平台为基础展开仿真与实验研究,结果表明:所提出的控制方法对解决开式泵控锻造油压机液压系统快锻带载时压力上升慢、压下量不足等问题具有良好效果。

关键词：开式泵控系统液压管路流量压力复合控制前馈补偿控制

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基于拉瓦尔效应的超音速喷嘴雾化性能分析与试验

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农业工程学报 2016年第19期32卷 57-64页

作者：杨超陈波姜万录高殿荣金光俊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秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004 秦皇岛首创思泰意达环保科技有限公司秦皇岛066004

为提高喷嘴的雾化性能,得到理想的雾滴粒径和均匀的雾云分布,该文首先对超音速雾化喷嘴的雾化原理进行了分析,应用拉瓦尔喷管超音速原理,对雾化喷嘴内部阀芯的锥形结构作了改进,结合Fluent流体动力学软件,分析了拉瓦尔式阀芯结构内部流... 详细信息

为提高喷嘴的雾化性能,得到理想的雾滴粒径和均匀的雾云分布,该文首先对超音速雾化喷嘴的雾化原理进行了分析,应用拉瓦尔喷管超音速原理,对雾化喷嘴内部阀芯的锥形结构作了改进,结合Fluent流体动力学软件,分析了拉瓦尔式阀芯结构内部流场速度分布规律,然后通过喷雾试验对比分析了改进前后喷嘴的雾化效果,并探究了不同运行参数对拉瓦尔式结构喷嘴雾化性能的影响规律。数值仿真结果表明,拉瓦尔式阀芯能够产生超音速气流,对增大气液两相速度差具有显著效果;试验结果表明,改进后的拉瓦尔式喷嘴在雾化性能和效果上优于原锥形式喷嘴,气压和气液压力比的增大以及水压的减小均有利于雾滴粒径的减小,其中气液压力比在0-3区间内,雾滴粒径下降幅度高达90.56%,当气液压力比为6时,雾滴粒径达到最小值18.52μm。该文研究内容可为超音速雾化喷嘴进一步研究以及新型喷雾设备的研发提供参考。

关键词：超音速喷嘴计算流体动力学拉瓦尔效应雾化雾滴粒径

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基于动态面控制的液压型风力发电机组稳速控制研究

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动力工程学报 2016年第1期36卷 30-35,64页

作者：艾超闫桂山孔祥东董彦武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 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

针对液压型风力发电机组液压调速系统稳速控制问题,建立了风速、风力机特性数学模型和定量泵-变量马达液压调速系统的关键参数状态方程.提出了一种基于动态面控制的稳速输出控制方法,并对其控制律进行推导分析,采用动态面控制原理对变... 详细信息

针对液压型风力发电机组液压调速系统稳速控制问题,建立了风速、风力机特性数学模型和定量泵-变量马达液压调速系统的关键参数状态方程.提出了一种基于动态面控制的稳速输出控制方法,并对其控制律进行推导分析,采用动态面控制原理对变量马达转速进行多闭环控制,并对30kVA液压型风力发电机组进行了仿真和实验研究.结果表明:该方法具有较好的控制效果,对风力机输入的时变性和不确定性具有良好的抑制作用,实现了机组的稳速控制.

关键词：风力发电机组液压传动稳速控制动态面控制

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开式变量泵控油压机系统控制特性研究

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中国机械工程 2016年第8期27卷 1031-1038页

作者：宋豫孔祥东姚静王卓燕山大学秦皇岛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 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004

为解决大功率自由锻造油压机高能耗的问题,设计了一种开式变量泵控油压机系统。采用ADAMS和AMESim建立了开式变量泵控油压机系统联合仿真平台,对其常锻工况和快锻工况的控制特性进行了仿真研究。基于600kN锻造油压机实验平台,对其常锻... 详细信息

为解决大功率自由锻造油压机高能耗的问题,设计了一种开式变量泵控油压机系统。采用ADAMS和AMESim建立了开式变量泵控油压机系统联合仿真平台,对其常锻工况和快锻工况的控制特性进行了仿真研究。基于600kN锻造油压机实验平台,对其常锻工况和快锻工况的控制特性进行了验证,并将验证结果与仿真结果进行了对比。研究结果表明:开式变量泵控油压机系统能够满足技术要求,即常锻时操控性好,卸压无冲击,运行平稳;快锻(锻造频次80次/min)时,位置控制精度小于1mm。

关键词：油压机泵控开式系统控制特性伺服变量泵

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插装式比例节流阀多目标遗传算法结构优化

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中国机械工程 2016年第2期27卷 215-221页

作者：赵劲松朱汉银任旭辉姚静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 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004 燕山大学秦皇岛066004

提出了插装式比例节流阀先导级结构参数优化设计方法。在插装式比例节流阀非线性数学建模的基础上,通过仿真研究了先导级结构参数的改变对整阀动态特性的影响规律。为提高设计效率,充分考虑了优化过程中各参数的约束条件。提出了基于多... 详细信息

提出了插装式比例节流阀先导级结构参数优化设计方法。在插装式比例节流阀非线性数学建模的基础上,通过仿真研究了先导级结构参数的改变对整阀动态特性的影响规律。为提高设计效率,充分考虑了优化过程中各参数的约束条件。提出了基于多目标遗传算法的插装式比例节流阀结构优化方法,以提高其动态特性。对优化前后的整阀动态特性进行了验证。研究结果表明:基于优化设计方法设计的整阀动态特性显著提高。

关键词：插装式比例节流阀优化设计遗传算法结构优化

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快锻系统压力位移复合控制节能研究

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中国机械工程 2016年第2期27卷 265-272页

作者：姚静曹晓明李彬孔祥东周芳河北省重型机械流体动力传输与控制实验室秦皇岛066004 先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学) 秦皇岛066004 燕山大学秦皇岛066004

针对锻造液压机普通电液比例阀控系统快锻工作过程中,系统定压输出、回程缸背压腔压力过大,系统传动效率低的问题,提出了一种基于压力位移复合的控制策略,在保证控制精度的前提下,同时进行了回程缸背压腔压力控制和泵口压力负载敏感控... 详细信息

针对锻造液压机普通电液比例阀控系统快锻工作过程中,系统定压输出、回程缸背压腔压力过大,系统传动效率低的问题,提出了一种基于压力位移复合的控制策略,在保证控制精度的前提下,同时进行了回程缸背压腔压力控制和泵口压力负载敏感控制。通过建立液压机压力位移复合控制的整体数学模型,对其节能机理进行了研究,并分析了影响其节能效果的两个重要因素——回程缸背压腔压力pb和泵口与工作腔压力差值Δp。实验结果表明,基于压力位移复合控制的液压机快锻系统加载时系统位置误差达到1.5mm,与传统的电液比例阀控系统相比,装机功率降低至传统电液比例阀控系统装机功率的52.3%,功耗也降低为普通比例阀控系统的49.2%。

关键词：复合控制快锻液压机节能

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一个三维混沌系统的错位跟踪同步

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内蒙古农业大学学报（自然科学版） 2017年第1期38卷 70-74页

作者：刘文常艳娜赵静一王永凯王娜燕山大学理学院秦皇岛066004 河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室秦皇岛066004 先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004

针对一个三维的自治混沌系统,在分析其混沌行为的基础上,采用错位反馈控制方法并结合跟踪控制实现驱动系统和响应系统在不同初值下的错位跟踪同步。根据Lyapunov稳定性理论,得到了该系统实现错位跟踪同步的参数取值范围。并就具体的参... 详细信息

针对一个三维的自治混沌系统,在分析其混沌行为的基础上,采用错位反馈控制方法并结合跟踪控制实现驱动系统和响应系统在不同初值下的错位跟踪同步。根据Lyapunov稳定性理论,得到了该系统实现错位跟踪同步的参数取值范围。并就具体的参数进行Matlab模拟仿真。理论结果和数值模拟均验证了该方法的正确性和有效性。

关键词：混沌错位同步反馈控制跟踪控制

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