2014年, 第0卷, 第5期　刊出日期：2014-05-15

  

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专题
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  电液伺服技术的发展与展望

  王军政, 赵江波, 汪首坤

  液压与气动. 2014, 0(5): 1-12. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.001

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  电液伺服系统由于其具有负载能力强、功率密度大、响应快、控制精度高等优点,在运动控制系统中占据着不可替代的地位,被广泛应用于航天、航空、船舶、兵器、冶金、机床、模拟试验等多个领域。该文从电液伺服阀、电液伺服系统及实际应用等方面,对电液伺服技术的现状进行了概括性阐述,并对今后的发展方向进行了简要分析。
研究 设计
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  燃油管路中安全阀抑制压力脉动的仿真分析

  张仅, 周瑞祥, 王树宏, 张亚騤

  液压与气动. 2014, 0(5): 13-17. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.002

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  在利用AMESim软件建立某型飞机压力加油系统模型的基础之上,就不同弹簧刚度的安全阀模型对压力脉动的抑制作用进行仿真分析,并对先导式安全阀两弹簧进行匹配优化。仿真结果表明,该模型符合实际压力加油管路中压力和流量特性,通过对主阀与导阀的弹簧刚度进行匹配,获得较理想地含安全阀的压力脉动抑制模型。
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  节能计量用气体流量计的开发研究

  袁驰, 黄亮, 蔡茂林

  液压与气动. 2014, 0(5): 18-20. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.003

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  科学、准确、可靠的计量管理是保证企业高效率生产、减少浪费、保证最佳经济效益的重要手段之一。要做到这点,首先就要量化能源和损耗,要采用流量计量仪表准确计量能源的消耗。该项目所研发的孔板流量计面向节能领域,用于对流体介质的监测,便于生产管理。文章阐述了孔板流量计的开发过程,首先参考国家标准对孔板结构参数进行了设计,其次用SolidWorks对其进行了流体仿真,并依据仿真结果选择了取压方式。
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  超高压水射流道路除标线试验研究

  李柱, 顾寄南, 马如宇

  液压与气动. 2014, 0(5): 21-24. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.004

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  超高压水射流道路标志线清洗是目前最为有效的标志线清洗工艺。该研究对超高压水射流除标线的影响因素及机理进行了研究。实验研究了水射流压力、旋转接头转速、靶距、执行机构移动速度4个因素对清除标线效果的影响规律。研究表明,超高压水射流道路除标线存在最优靶距和最优旋转接头转动速度。从微观角度分析了道路标线破坏的机理。研究为道路除标线提供优化的参数匹配,为我国超高压水射流道路除标线提供参考依据。
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  固定节流孔流量特性的仿真测试研究

  杨凡, 李刚炎, 杨飞, 陈隆华

  液压与气动. 2014, 0(5): 25-29. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.005

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  根据ISO 6358-2013建立固定节流孔流量特性测试回路,测试不同型号固定节流孔的流量特性,然后在Fluent中建立固定节流孔的几何模型并设定模型的边界条件进行仿真计算固定节流孔的流量特性,通过比较实验数据和仿真结果表明仿真具有较好的精度,可以提高测试效率,减少能源消耗。
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  多路换向阀内部流场动态特性分析

  朱牧之, 费焱, 赵升吨, 范淑琴

  液压与气动. 2014, 0(5): 29-32. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.006

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  基于叉车用多路阀,利用流体力学软件Fluent对多路阀阀口流场进行分析,在换向阀阀芯位于不同位置时,抽取流道模型进行流场分析,得到换向阀内部流体的压力及速度分布云图,分析了该阀主要参数对流体压力、速度等的影响规律,从而从仿真的分析结果中寻找液流能量损失的原因,并得到相应的合理结构参数来对流道的结构形状做出改善,进而进行阀体的研制加工。
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  斜轴式轴向柱塞泵壳体结构振动谐响应分析

  权凌霄, 骆洪亮, 张晋

  液压与气动. 2014, 0(5): 33-39. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.007

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  通过对柱塞泵内部的激振源和振动传递路径进行分析,提出了柱塞泵最终受体是壳体。对振动谐响应分析进行了介绍,并推导出振动谐响应分析的数学表达。在ANSYS中建立起柱塞泵壳体的有限元模型,并进行模态分析;根据模态分析结果,对壳体进行振动谐响应分析,确定对泵壳结构动态性能影响最大的模态频率;最终找出轴向柱塞泵正常工作状态下结构振动剧烈的区域。研究结论为轴向柱塞泵泵壳振动测试分析和结构优化提供了理论依据,为研究轴向柱塞泵减振降噪技术提供了新思路和新方法。
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  双自由度高频转阀轴向液动力研究

  胡启祥, 白继平

  液压与气动. 2014, 0(5): 40-44. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.008

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  简化双自由度高频转阀结构,设计了3组沟槽数阀芯单元,当阀芯转速一定时,对阀腔流场进行数值计算,研究阀芯台肩沟槽数变化对阀芯轴向受力壁面近壁平均压力和阀芯轴向液动力的影响。研究表明,在阀口即将关闭时,阀芯台肩沟槽数越多,阀芯受到轴向液动力越大,且阀口流量波形也出现相位偏移。研究结论在对转阀阀芯结构优化、减小轴向液动力作用和提高转阀可靠性方面有参考意义。
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  液力扭转减振器特性研究

  于英, 李得志, 赵统平, 昌茂宏

  液压与气动. 2014, 0(5): 44-48. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.009

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  对某型拖拉机液力扭转减振器的工作特性进行讨论分析,建立了其传动系扭振模型,并利用MATLAB/Simulink平台进行仿真分析。着重研究了在发动机激励下液压阻尼对传动系的扭转角速度、角加速度动态响应特性的影响作用,并进行了台架试验。验证了液力扭转减振器对扭振角速度振幅的抑制衰减作用,从而明确其减振特性,为其优化设计提供了依据。
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  防爆型矿用双锚索自动下料机控制系统的设计

  蒋远远, 方代正, 王成军, 韩董董, 李龙, 刘琼

  液压与气动. 2014, 0(5): 49-52. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.010

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  针对现在矿用锚索制作中使用的锚索下料机自动化程度不高和安全性低的问题,设计了一种防爆型矿用双锚索自动下料机控制系统,该系统包括液压系统、气动系统和电气控制系统,提高了自动化程度和安全系数,而且可实现下料机前单机切割、后单机切割和双机切割三种切割模式的选择和切换,控制简单便捷。
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  被动式电液伺服加载系统的多余力抑制

  鄂昱村, 陈楸, 李毅

  液压与气动. 2014, 0(5): 52-56. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.011

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  针对电液伺服加载系统中多余力较大且结构不变性原理对多余流量难以完全补偿的问题,首先要求配置合适的蓄能器,使系统有适当的体积弹性模量,从而使活塞运动所产生的多余力在可控制的范围之内;其次通过结构不变性原理对多余流量进行精确补偿,但由于伺服阀的流量增益与负载压力是非线性的,采用状态观测器获得内部压力,以实现对流量的精确控制。以AMESim-Simulink为基础建立联合仿真模型,仿真结果表明,采用上述方法对多余力的抑制效果有明显提高。
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  飞机舷窗组件性能试验气动系统仿真研究

  尹瑞多, 钱浩涵, 丁渊明, 郭钢祥

  液压与气动. 2014, 0(5): 57-60. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.012

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  在介绍飞机舷窗组件性能试验气动系统原理与组成的基础上,基于AMESim与MATLAB/Simulink软件建立了气动系统联合仿真模型,在常规PID控制器和模糊PID控制器下,对定容容器周期性快速充放气、缓慢充放气过程中的系统压力跟踪控制特性进行了仿真分析与比较。仿真结果表明,所提出的模糊PID控制算法相对于常规PID能更加有效地实现压力跟踪控制,验证了此气动系统压力控制的可行性。
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  油液混气对湿式离合器充油过程的影响

  马彪, 邹绵意, 李和言, 关万俊

  液压与气动. 2014, 0(5): 60-65. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.013

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  针对某变速箱湿式离合器液压控制系统,考虑充油初始时离合器油缸混入气体状态,建立混气油液弹性模量数学模型,基于MATLAB/Simulink建立换挡离合器以及各液压元件在充油过程中的动态仿真模型。仿真研究与试验结果对比分析表明,油缸内混入气体会造成充油过程建压滞后的现象,对离合器的结合品质有重要影响。
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  基于反馈线性化的高压大流量气动阀阀芯位置伺服控制研究

  杜经民, 肖海金, 高隆隆, 李宝仁

  液压与气动. 2014, 0(5): 66-70. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.014

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  某高压大流量气动阀采用两级控制方式,先导级为高压电-气伺服阀,功率级为大流量气控滑阀,功率级滑阀阀芯位置控制性能受气源压力变化影响较大,要解决气源压力变化对功率级阀芯位置稳态控制性能的非线性影响,为此建立了阀芯动态数学模型,设计了基于反馈线性化方法的控制策略,对其控制特性进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制方法减小了气源压力变化对阀芯位置稳态控制性能的影响,使不同气源压力对应响应时间及超调量一致性较高,稳态控制精度较高,为进一步研究高压大流量气动阀奠定了良好的基础。
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  电液-压电混合伺服驱动精密定位机构建模及仿真

  许有熊, 朱松青, 刘娣

  液压与气动. 2014, 0(5): 71-74. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.015

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  为解决定位机构大行程和高精度之间的矛盾,针对精密加工和精密测量等领域的大行程运动系统的高精度定位问题,有效结合了电液伺服驱动与压电精密驱动的优点,提出了一种基于电液-压电混合伺服驱动的宏微定位机构,建立其数学模型,以及AMESim和MATLAB的联合仿真模型,并进行了动态仿真研究。仿真表明,所提出的电液-压电混合伺服驱动定位机构能实现高精密定位,这为后续的实际应用奠定了理论基础。
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  基于流场仿真的滑阀节流口流量特性研究

  兰秋华, 李维嘉, 吴思, 江涛, 彭勇, 易迪升

  液压与气动. 2014, 0(5): 75-79. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.016

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  滑阀阀芯处的节流口是应用最为广泛的一种液压元件结构,其流量控制特性常常用流量系数描述。由于流量系数随着节流口开度的变化会出现较大的、无规律的波动,使用起来很不方便,为此提出了“流量数”的概念,用其代替节流口流量系数与过流面积乘积。流量数的数值虽然也随着节流口开度的变化而变化,却具有良好的连续性,易于进行节流口流量特性的研究。该研究利用Fluent仿真软件,对多种典型阀芯的节流口流量数进行了计算,得到了流量数具有平滑、连续性变化的特点,并通过台架试验验证了仿真结果的正确性。为了得出节流口尺寸与流量数的对应关系,更好地设计出理想的节流阀口,提出了基于多维插值方法获得流量数的实现途径,并以U形节流口为例,进行了仿真验证。
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  快速卸压回路的几种设计方案及应用探讨

  田富

  液压与气动. 2014, 0(5): 79-81. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.017

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  阐述了快锻油压机的快速卸压回路的几种设计方案,分析了各自的原理及适用特点,其结论可供快锻油压机液压系统的设计者参考。
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  基于AMESim的液压挖掘机动臂势能回收控制策略

  袁峰峰, 袁祖强, 殷晨波, 周唯靓

  液压与气动. 2014, 0(5): 82-86. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.018

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  针对液压挖掘机动臂势能的可回收性,提出了一种带旁路节流阀的电气式混合动力能量回收系统。分析了动臂的不同工作模式。考虑到液压马达低速运行的不稳定性,提出了一种应用于不同动臂工作模式下的复合控制策略。建立了能量回收系统的数学模型,并基于AMESim建立了能量回收系统的仿真模型。研究结果表明:能量回收系统在不同动臂工作模式下工作,通过复合控制策略对能量进行合理有效地回收,并且在不同动臂工作模式下动臂速度响应与目标值相一致,表明能量回收系统和复合控制策略可行。
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  比例电磁阀电压温度补偿控制方法

  王叶, 陶刚, 杨玉文

  液压与气动. 2014, 0(5): 86-89. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.019

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  在对比例电磁阀工作原理进行分析的基础上,建立比例电磁阀线圈电流的数学模型;通过设计合理的试验方法,研究控制电压、温度对比例电磁阀控制特性的影响;依据试验分析数据,确定补偿方法及补偿表格;基于嵌入式控制系统进行验证试验,通过补偿前后试验结果的对比可知,该补偿控制方法具有一定的合理性、可靠性。
主机 应用
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  负载敏感控制技术在飞机液压元件综合试验泵站中的应用

  曹远景, 高泽普

  液压与气动. 2014, 0(5): 90-94. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.020

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  简要介绍了负载敏感控制技术的工作原理和技术特点,结合双比例控制泵源,实现单泵多负载同时工作的应用实例,指出了负载敏感系统的输出压力及流量取决于最大负载的需求,为从事液压控制工程设计的人员提供参考。
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  船舶液压设备噪声分析与控制

  杨毅, 吴华强, 林树勇

  液压与气动. 2014, 0(5): 94-97. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.021

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  分析了船舶液压设备噪声控制的必要性,介绍了船舶液压设备噪声污染的特点、危害,并阐述了船舶液压设备噪声几种评价量及如何获得其噪声级和控制船舶液压设备噪声的3种基本方法,并重点从设计选型、优化装配、隔震、阻尼及吸声等方面提出了降低船舶液压设备机械和流体噪声源的方法和措施,为船舶液压系统的噪声控制及降噪设计提供了参考。
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  新型阻尼间隙可调式磁流变阀结构设计及性能测试

  胡国良, 喻理梵, 黄敏, 龙铭

  液压与气动. 2014, 0(5): 98-101. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.022

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  由于传统的磁流变阀阀芯和阀体相对固定使得阻尼间隙不变,所以阀进出口压差变化范围不大。基于此,设计了一种新型阻尼间隙可调式磁流变阀,该磁流变阀的液流通道间隙可在一定范围内变化。同时搭建了阻尼间隙可调式磁流变阀实验测试平台,并进行了相关性能测试,分析了阀进出口压降与电流、负载的相关关系,同时对不同阻尼间隙下的磁流变阀进出口压力变化进行了初步分析。
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  基于迭代控制的数字电液伺服振动台研究

  刘增元, 朱晓民, 张建平, 郭瑞

  液压与气动. 2014, 0(5): 101-103. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.023

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  由于电液伺服振动台具有很强的非线性和时变性,采用传统PID算法控制时往往存在较大误差,难以得到期望输出。现在传统PID算法的基础上加入迭代学习算法,仿真结果表明该方法可以很好地消除输出误差,在选择合适算法参数的前提下,可以精确实现期望的输出轨迹。
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  混匀取料机控制系统研究

  涂福泉, 李贺, 胡良智

  液压与气动. 2014, 0(5): 104-106. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.024

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  针对原混匀取料机的驱动系统难以承受矿山复杂多变的工况条件,而出现系统振动大、噪音大、减速器高速轴断裂等问题,提出了两种方案策略,仿真发现模糊自适应PID控制策略优于PID控制策略。该方案运用于实践后,系统的振动和冲击大幅度降低,企业效益得到了显著提高。
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  轧机液压系统过滤器的选择与应用

  王亚奎, 金伟

  液压与气动. 2014, 0(5): 107-108. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.025

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  采用系统外过滤的方式,合理选用过滤器的型号,在保证过滤精度的同时,达到介质运动黏度下的流量要求,实现轧机液压系统稳定运行的目的。
元件 介质
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  配流阀材料对水压柱塞泵容积效率和噪声的影响

  方无迪, 吴德发, 刘银水, 李东林

  液压与气动. 2014, 0(5): 109-112. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.026

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  配流阀是阀配流式水压柱塞泵的重要部件,它影响水压柱塞泵的整体性能,其中包括容积效率、噪声等。通过系统的对比实验,研究了配流阀阀座材料对水压柱塞泵容积效率和噪声的影响。实验结果表明配流阀阀座材料对水压柱塞泵的容积效率影响不大,而对噪声影响明显,杨氏模量越大噪声越大。
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  基于AMESim的液压管道对大型伺服液压缸动态性能测试影响的分析

  曾子敬, 曾良才, 李涛, 宋佳

  液压与气动. 2014, 0(5): 112-117. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.027

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  在轧机液压厚度自动控制系统中,大型伺服液压缸是其核心设备。为了降低生产设备的故障率,节约企业维护成本,要求对即将投入使用的伺服液压缸进行性能测试,其中动态性能测试是整个性能测试的重中之重,研究影响动态性能测试精度的相关因素尤为关键。该研究以机架变形测试法为基础,通过建立测试系统的物理仿真模型,利用AMESim仿真软件,探究常被忽略的连接在电液伺服阀和被测液压缸之间的一截管道,其材料、长度、直径对伺服液压缸动态性能测试的影响,并得出不同参数下的特性曲线,结果证明:这段管道的相关参数在系统测试过程中对动态性能测试的影响,对于进一步提高测试系统的性能以及测试精度,优化系统结构都具有参考意义。
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  阀门动密封的常用结构、材料及特性

  廖传军, 满满, 王洪锐, 张翼, 许光

  液压与气动. 2014, 0(5): 118-121. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.028

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  阀门动密封是阀门设计的重点和难点,其结构形式的设计以及材料的选用对阀门的动特性以及密封性能有着重要影响。本文介绍了填料密封、O形密封圈、波纹管密封、冷冻密封、焊接膜盒密封、氟塑料密封和唇形密封等七种阀门用动密封的结构、材料及和特性,为各类阀门动密封结构的改进和优化,以及新型阀门动密封结构的研制提供参考。
使用 维修
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  伺服机构反馈故障仿真与分析

  张亮, 傅俊勇, 刘洪宇

  液压与气动. 2014, 0(5): 122-125. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.029

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  从伺服机构机理建模开始,通过发动机负载模型辨识,搭建伺服机构和负载的仿真模型,通过实验验证了模型的准确性,并以此为基础,对反馈一路故障条件下的系统性能进行仿真,通过实验验证了故障仿真下的动态和静态系统特性。
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  水液压溢流阀振动分析和故障诊断研究

  刘向阳, 聂松林, 张振华, 陈明辉

  液压与气动. 2014, 0(5): 126-130. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.05.030

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  基于DASP平台,以机械振动理论和设备故障诊断技术为基础,采用外部测点振动响应的变化情况来判断内部故障的方法,建立水液压溢流阀液压实验系统,通过软硬件配合进行实验,完成水液压溢流阀综合测试集中控制、数据采集和数据处理,进而对水液压溢流阀故障进行诊断研究,提高测试效率,充分利用了DASP平台直接面向最终用户,可直接使用,不需要进行编程,操作简单,性能可靠,精度高的特点。