2015年, 第0卷, 第08期　刊出日期：2015-08-15

  

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  电液加载系统的多余力抑制方法

  李运华, 盛志清

  液压与气动. 2015, 0(08): 1-9. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.001

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  电液加载系统是用于评价机械操纵执行部件在施加负载情况下运动性能的负载模拟部件，加载控制的难点是要求加载系统在伴随操纵部件运动的前提下施加载荷谱所对应的期望负载力。为了提高加载系统在位置扰动条件下的加载性能，在对加载系统多余力产生的机理加以分析的基础上，详细论述了现有的多余力抑制方法及特点，以及相关研究成果。
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  航空液压泵加速寿命试验现状及方法研究（连载3）航空液压泵加速寿命试验载荷谱的确定方法

  马纪明, 阮凌燕, 付永领, 陈娟, 祁晓野, 罗经

  液压与气动. 2015, 0(08): 10-15. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.002

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  详细介绍了俄罗斯OCT 1指南关于航空液压泵加速寿命试验载荷谱制定的详细方法和流程。在疲劳、磨损、老化三种液压泵的主要失效模式中，分别阐述了考虑疲劳（斜盘组件、分油组件、供油调节组件、轴承、弹簧）、磨损（柱塞副、滑靴副、配油盘副）、老化（橡胶密封件）相关部件的加速寿命试验载荷谱的计算过程。并结合国内液压泵产品的研制水平和耐久试验现状，提出了确定加速试验载荷谱的简化流程和综合权衡方法。研究表明，实施液压泵的加速寿命试验需要借鉴粘弹性润滑摩擦学理论、结构疲劳分析方法、橡胶热老化过程等研究领域的研究成果，并以液压泵为对象开展大量的常规载荷和加速载荷工况下的基础对比试验。在虚拟技术快速发展的背景下，开展液压泵虚拟试验能够对实施加速寿命试验提供必要的补充。
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  PEEK450FC30与SiC陶瓷在海水润滑下的摩擦磨损特性研究

  廖伍举, 聂松林, 李雷, 张振华, 袁劭华

  液压与气动. 2015, 0(08): 16-19. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.003

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  碳纤维增强聚醚醚酮PEEK450FC30与工程陶瓷SiC软硬组合作为海水柱塞泵关键摩擦副备选材料，利用MCF10摩擦磨损试验机对其在海水润滑下的摩擦磨损特性进行试验研究，探讨接触压力、滑动转速对材料磨损率和摩擦系数的影响规律。试验结果表明：在一定范围内的滑动速度、接触压力下，该摩擦副呈现出较小的磨损率和摩擦系数。当滑动速度在0.5~1.5 m/s之间，接触压力为1.33 MPa时，磨损率最小。通过扫描电子显微镜观察摩擦副磨损表层发现，在海水润滑下，SiC磨损并不明显，而PEEK450FC30的磨损主要是以塑性涂抹为特征的粘着和SiC表面粗糙峰引起的机械犁耕。研究结果对水液压元件的选材具有十分重要的指导作用。
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  民用飞机液压能源系统可靠性分析

  王锴, 赵天菲, 朱莹, 杨上保, 王俊晖, 欧阳小平

  液压与气动. 2015, 0(08): 20-25. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.004

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  国内对民用飞机液压能源系统可靠性分析缺乏系统的分析方法，针对民用飞机液压能源系统的特点，提出采用威布尔分布分析民机液压能源系统的失效率方法。从能源配置、元部件失效率、单套液压能源系统可靠性和整套液压能源系统可靠性四个方面，对民机液压能源系统的可靠性作了分析，获得到飞机液压能源系统的可靠度和结构重要度等数据，并对比分析了A320和B737可靠性。
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  基于COMSOL液压节流阀内部流场数值模拟研究

  王海冰, 王攀达, 李文华, 张子耀, 李贝贝, 刘秀梅

  液压与气动. 2015, 0(08): 26-29. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.005

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  针对不同开度下U型节流阀内部流场的变化,基于软件COMSOL Multiphysics建立CFD数值计算模型，得到了节流阀内部流场的速度、压力分布等随着阀口开度变化的特性云图。研究结果表明：节流口处压力下降梯度较大，并出现局部低压区。阀内流体速度在经过阀口处急剧变化，阀口附近流速达到最大，并沿流体流动方向形成一个空心锥形高速射流区域。即流体出口端射流出射方向倾斜指向出口，另一过流面中流体出射方向指向阀座，并沿阀体壁面流动。此外，随着阀口开度减小，阀口处速度大小和阀口附近压力几乎不变，但是节流口流体出射方向角度变大。
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  高速开关阀特性试验研究

  李陶陶, 黄家海, 权龙, 王胜国

  液压与气动. 2015, 0(08): 30-33. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.006

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  高速开关阀作为实现电液数字控制技术的关键元件，其工作特性关系到整个系统的工作性能。对目前国内普遍使用的HSV高速开关阀进行了试验研究，分析了卸荷电路、载波频率、供油压力等对高速开关阀动静态特性的影响。结果表明：该阀具有较快的开关响应和良好的线性控制范围。
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  多级笼式套筒减压阀的设计及阀口流量特性研究

  姚世卫, 柳勇, 聂松林, 尹方龙

  液压与气动. 2015, 0(08): 34-37. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.007

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  我国船舶蒸汽动力系统汽轮给水泵组属于小容量机组，所配置的再循环阀能保护给水泵在小流量工况下的安全性，但同时存在小流量工况时给水泵振动噪声显著放大的现象。因此需设置一联动的回水调节阀门，在给水调节阀开度较小的工况下，通过打开联动的回水阀提高回水量，降低给水泵机组以及再循环阀运行振动噪声。针对回水调节阀的多级笼式套筒减压阀口进行研究，利用FLUENT流体计算仿真软件对不同开度时阀口的流量特性进行了数值模拟，并通过试验对阀口的流量特性进行了验证。研究结果表明，多级笼式套筒减压结构使回水调节阀自身具有低噪声性能，可有效改善给水泵机组的运行工况。
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  基于IQGA和SR的微弱信号检测方法研究

  经哲, 郭利

  液压与气动. 2015, 0(08): 38-43. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.008

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  量子遗传算法(Quantum Genetic Algorithm, QGA)是量子计算与遗传算法相结合的产物，避免了遗传算法的一些缺陷。但QGA的编码方案和演化策略不具备通用性，因此极易陷入局部最优。针对QGA的上述缺陷，提出了一种在量子门更新的过程中，加入量子的交叉和变异操作的改进的QGA（Improved QGA, IQGA），且适当的改变旋转角的大小，保证收敛速度的同时提高了精度。随机共振（Stochastic Resonance, SR）是常用的微弱信号检测方法之一，将二者相结合，利用IQGA优化SR系统参数，实现SR最优输出的自适应求解。仿真结果表明，改进的量子遗传算法收敛速度快、寻优能力强。将该方法应用于工程实际，亦取得良好的效果。
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  自动变速器液压系统动态响应特性试验研究

  唐治, 陈慧岩

  液压与气动. 2015, 0(08): 44-47. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.009

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  为满足不断提高的车辆换挡品质的控制要求，以某6挡液力机械自动变速器的液压系统为研究对象，在分析其工作原理的基础上试制了其中的核心部件——换挡控制回路，通过搭建液压系统测试平台对其进行动态响应特性试验，得到了换挡过程中各离合器换挡控制回路输出压力的动态响应特性曲线。试验结果表明，液压系统中各电磁阀控制的换挡控制回路的压力响应时间能满足实际换挡品质控制的要求，并得到油温变化对换挡控制回路的稳态压力和动态响应的影响。研究结果可以为自动变速器换挡品质控制的设计和优化提供有效依据。
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  插装式电磁溢流阀压力响应特性的影响因素研究

  谢方伟, 盛刚, 王存堂, 张凯, 宣芮

  液压与气动. 2015, 0(08): 47-50. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.010

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  大学机械工程学院， 江苏镇江212013）
  摘要：针对某公司生产的QC11Y30×15000型剪板机工作效率低、系统压力响应慢等问题，推导了插装式电磁溢流阀的数学模型，分析其相关参数对系统压力响应的影响。建立AMESim仿真模型，研究了剪板机工作过程中系统建压和泄压的动态过程。结果表明，主阀弹簧刚度和旁置式阻尼孔对系统建压时间影响程度较大，控制盖板阻尼孔对系统泄压时间影响程度较大，但系统工作压力和系统总流量对系统建压、泄压时间影响程度均极小。
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  凿岩回转推进全液压自适应控制系统

  王东升, 林宏武, 赵宏强, 朱建新, 冀宏

  液压与气动. 2015, 0(08): 51-54. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.011

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  为提升凿岩自适应控制性能，以全液压的方式实现凿岩回转推进自适应控制。通过推进联、溢流阀、负载敏感变量泵等的特殊匹配，实现推进压力液压远控；通过推进压力液压远控、平衡阀耦合两溢流阀设定值、回转压力控制平衡阀开度等技术措施，实现回转推进全液压自适应耦合控制。理论分析、仿真分析及试验测试表明，该全液压自适应控制系统性能良好，可靠性高，有效提升钻进过程的岩层适应性。
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  直驱式力马达阀性能检测系统

  陈冬冬, 许明理, 杨超君, 陈敏

  液压与气动. 2015, 0(08): 55-58. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.012

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  直驱式力马达阀（FMV）因响应快、控制精度高、抗污染能力强等特点被广泛应用于轧机自动厚度控制系统。对FMV的各项性能指标进行有效、实时的检测是控制钢材生产成本的一个重要环节。传统的伺服阀测试系统一般通过负载腔之间的流量、压力变化来检测其静态特性，这一原理可有效用于三位四通伺服阀的静态性能检测。而直驱式力马达阀是一种特殊的三通阀，它的性能指标无法像常见的三位四通伺服阀一样通过负载腔之间的流量、压力变化来检测。提出并实现了一种直驱式力马达阀性能测试方法，根据液压阀测试性能指标，设计、搭建了用于检测直驱式力马达阀性能的测试平台，有效检测了FMV的性能指标并绘制了其性能曲线。结果表明，根据伺服阀测试标准所提出的直驱式力马达阀性能测试方法以及所搭建的测试系统可有效用于FMV的静态性能指标的检测。
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  基于气动肌肉并联隔振系统的主动控制研究

  刘延斌, 马佳佳, 尹晨旭, 底复龑

  液压与气动. 2015, 0(08): 59-62. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.013

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  为了解决仪器仪表等高精密设备的防微振和抗冲击问题，基于气动肌肉搭建了隔振实验系统，对其主被动控制进行研究。建立了隔振系统的动力学模型，在此基础之上分别采用被动和PID控制算法进行了实验。通过对比试验结果表明该隔振系统在宽频段内有较好的隔振效果，在低频段内效果尤为显著，该研究为气动肌肉在隔振系统中的进一步控制奠定了基础。
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  液力机械传动车辆起动性能影响因素分析与试验研究

  王凯, 徐保荣, 王伟, 杜明刚

  液压与气动. 2015, 0(08): 63-67. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.014

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  针对液力机械传动车辆起动困难问题，提出了从传动系统角度分析影响因素的思路，采用传动试验台模拟发动机起动过程，将部件级稳态试验与系统级动态试验相结合，测得不同工况和温度条件下传动系统各部件的起动扭矩值，找到了车辆起动过程中传动系统的主要影响因素，为提高车辆起动性能提供了有效依据。试验结果表明，传动油温的变化和各类油泵的功率消耗是决定传动系统起动扭矩大小的关键因素，应通过增加传动油加温装置和卸荷阀等措施减小传动系统的起动扭矩。
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  基于Simulink的气动同步阀静动态性能研究

  陈芷, 丁求启, 刘明波

  液压与气动. 2015, 0(08): 67-72. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.015

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  在分析气动同步阀原理的基础上，应用MATLAB/Simulink软件建立了同步阀的数学模型。对同步阀的静动态特性进行了仿真分析，确定了影响阀芯动态性能的主要因素，为气动同步阀的设计分析提供了重要依据。
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  星形圈水下往复动密封分析

  杨波, 王锦江, 张永明

  液压与气动. 2015, 0(08): 73-75. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.016

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  通过ANSYS软件建立星形圈往复密封模型，分析了水下3 km环境中星形圈的剪切应力、接触应力、摩擦应力的分布以及往复运动过程中上述应力的变化。结果表明:水下3 km处星形圈的应力满足往复动密封要求；往复运动时内行程的应力大于外行程，水下环境中不同行程的应力变化幅度小于陆地。
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  跑道形卸油孔高压大流量安全阀设计及性能分析

  卢宁, 赵继云, 畅军亮

  液压与气动. 2015, 0(08): 75-78. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.017

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  高压大流量安全阀是煤矿液压支架的关键基础件，在遇到突然来压的工况时，能迅速把支架立柱下腔高压乳化液排出，因此安全阀的工作状态是一个瞬间的冲击过程。为了进一步提升高压大流量安全阀的卸载能力，结合以往设计经验，设计了一种跑道形卸油孔阀芯，并通过蓄能器增压缸实验台来研究该安全阀的冲击压力安全性、公称流量启溢闭、小流量启溢闭、密封性能。
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  8 MN液压机电液比例控制系统的仿真分析

  朱锋, 兰加标, 傅波

  液压与气动. 2015, 0(08): 79-82. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.018

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  针对8 MN液压机的电液比例控制系统，建立了比例压力控制系统和比例速度控制系统的数学模型。为提高控制系统的性能，引入模糊自适应PID控制策略。在MATLAB中的Simulink环境下对系统进行仿真分析，分析的结果表明模糊自适应PID控制策略有效地改善了系统的控制性能。研究结果对于液压机液压系统的改进优化具有一定参考价值。
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  射流偏转板伺服阀的设计与实现

  王海玲

  液压与气动. 2015, 0(08): 83-86. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.019

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  根据伺服阀的使用特点，提出了一种燃油介质的射流偏转板伺服阀。简述了其结构及工作原理，并对伺服阀的输出性能进行了测试，结果表明研制的射流偏转板式伺服阀具有良好的静态特性。
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  多腔液压缸新型液压抽油机的设计

  王晓宇, 梁宏宝

  液压与气动. 2015, 0(08): 87-90. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.020

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  液压抽油机因其结构简单、耗能低、性能可靠等特点，在石油开发生产中占据举足轻重的地位。就目前液压抽油机的发展进程和使用情况而言，因不能改善工作过程中换向所带来的液压元件的磨损，严重影响了液压抽油机的使用寿命。为了减轻液压元件的磨损，提出了一种多腔液压缸新型液压抽油机。该液压抽油机在液压系统设计方面做了良好的改善，不仅有效解决了磨损问题，延长抽油机的使用寿命，并且利用特殊结构的多腔式液压缸与蓄能器相结合，可回收下冲程时抽油杆释放的重力势能，重新利用于上冲程中，达到高效节能的目的。
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  一种创新型扩径头加载实验装置与液压系统设计

  邵程, 许益民

  液压与气动. 2015, 0(08): 91-93. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.021

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  介绍了机械扩径原理和传统的扩径头加载方式。根据扩径头的工作特性，提出了一种创新型液压加载装置，克服了传统加载方式的缺陷，能够真实地模拟现场工况对扩径头进行加载。根据扩径头加载实验的特定要求，对该实验装置的液压系统进行了设计。通过对原理和功能的分析，表明该液压系统能够满足加载实验的要求，并具备节能、高效等显著优点。该加载实验装置的设计为扩径头的研发改进提供了一种有效的实验手段。
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  基于PLC的自动切料生产线气动装置的设计

  刘庆花

  液压与气动. 2015, 0(08): 94-96. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.022

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  在工业生产中常需要将大块母料切割成大小相等的子料，设计了一套自动切料生产线装置。该装置以气压传动作为工作动力，采用PLC作为控制核心，由一个光电传感器检测物料是否到位，到位后控制气缸伸出，带动刀具切断物料；根据两个距离固定的光电传感器上升沿和下降沿动作情况自动检测子料长度是否合格，子料不合格时气缸动作将其推出，实现物料自动分拣。实践表明，该装置具有切料速度快，边缘整齐，物料分拣准确率高等特点。
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  热空气注入式液氮能量转换装置效率分析

  蔡茂林, 张胜利, 许未晴, 王佳, 石岩

  液压与气动. 2015, 0(08): 97-101. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.023

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  液化空气储能是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气成液态，在电网负荷高峰期释放液化空气气化推动汽轮机发电的储能方式。由于液态空气的低温特性和压缩特性，其储存的能量包含冷能和膨胀能两部分能量。能量的组成和数量与气化压力p0有关。过去的液空能量转换装置仅仅利用了膨胀能，而忽略了冷能，这导致了其效率低下。热空气注入式能量转换装置提出了通过回收低温冷能提高发动机的效率。理论效率可以通过提高工作压力来提高。最后提出了寻求一个有效的方法同时利用膨胀能和冷能来提高液态空气储能系统的效率为未来液态空气储能研究的趋势。
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  液压支架用高压大流量液压元件综合性能试验台的设计

  赵兰浩, 刘湘林, 贺小峰

  液压与气动. 2015, 0(08): 102-106. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.024

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  介绍了一种以乳化液为介质的煤矿液压支架用高压大流量液压元件综合性能试验台的系统原理。设计了一种带尾部减振槽的插装阀和一种带缓冲阀的卸荷溢流阀，仿真优化结果表明，减振槽和缓冲阀的设置可大大减小压力梯度的极值，有利于减小振动和噪声；利用VB设计了综合性能试验台的测控系统。通过调试和实验证明，所研制的试验台及其测控系统能够满足液压支架用阀的试验要求。该试验台将在煤矿安全生产中发挥重要作用。
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  基于模糊控制的水下脱险快速加压系统的研究及实现

  盛维杰, 李维嘉, 刘建国

  液压与气动. 2015, 0(08): 106-110. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.025

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  针对深海快速上浮脱险的工作要求，构建了一种能分别进行注水和注气加压控制的实验系统。基于AMESim仿真平台，研究了带有严重迟滞非线性的先导式气动流量调节阀对系统控制性能的影响，优选了模糊控制策略。通过构建的陆上调试平台，采用模糊控制法，实现了两种快速加压方式的精确控制，验证了通过快速加压实现深海快速上浮脱险的可行性。
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  FAST工程新型液压促动器研制及性能分析

  刘兵, 王超光, 张建, 白志岩, 楫骏, 肖聚亮

  液压与气动. 2015, 0(08): 111-114. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.026

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  针对500 m口径球面射电望远镜（FAST）工程需求，介绍了一种自带动力源的液压促动器，阐述了其工作原理和集成化的结构，分析了该促动器在主动反射面系统中具体功能的实现过程。对其在正常工作状态下的换源和扫描跟踪性能进行了实验，结果表明液压促动器的动态性能和控制精度满足在FAST工程的要求，具有良好的实用性。
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  基于AMESim的柱形壳体横摇试验系统建模与仿真研究

  魏振东, 杨钢, 杨武, 李宝仁

  液压与气动. 2015, 0(08): 114-118. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.027

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  以某柱形壳体的横摇装置为研究对象，在实验室条件下模拟高海情时，壳体以大角度横摇的试验要求，设计了多组并联液压系统驱动的横摇装置。为使系统易于实现，减小系统功率，提出了一种逐步加载的驱动方式；为了有效减小系统压力冲击，采用了位置和速度的双闭环控制策略。在AMESim中搭建液压系统模型并进行仿真分析。仿真结果显示，系统运行平稳，性能达到设计要求，为壳体大角度横摇台架的搭建提供了理论指导。
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  基于比例调压阀的气动力觉系统开发

  肖中奇, 冯搏, 俞竹青, 张文强

  液压与气动. 2015, 0(08): 119-122. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.028

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  开发出一种用于夹钳式主从机器手的气动力觉系统。该系统可使操作者在主从操作中具有夹持力觉临场感，避免破坏易碎的操作对象。详细介绍了机械气动结构、力矩传感器的设计、位置传感器的安装。设计了主手PID控制器，实现对主机器手的位移信号发送与力矩伺服控制。制作试验样机并搭建了试验平台。通过对系统动态特性的分析验证了系统方案的可行性。
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  实验用微型采煤机液压系统设计与动态特性仿真

  徐西华, 张勇, 刘泽, 汪佳彪

  液压与气动. 2015, 0(08): 123-128. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.029

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  在介绍实验用微型采煤机的基础上，对其液压系统进行了设计。建立了液压系统的数学模型和MATLAB/Simulink动态仿真模型，并进行了仿真分析。仿真结果表明：放大器增益系数、液压缸的负载大小和压缩总量对系统动态性能影响较大，PID控制器能够提升系统动态性能。研究结果为采煤机液压系统设计及优化提供了理论依据。
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  果园避障旋耕机液压系统的设计与研究

  王斌, 毕新胜, 罗进军, 李文春, 曾小辉, 贾金亮

  液压与气动. 2015, 0(08): 129-132. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.08.030

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  针对目前新疆果园旋耕作业存在的问题，设计出一种基于现有三点后悬挂动力输出旋耕机的新型果园避障旋耕机液压系统，可以实现旋耕作业时对果树和障碍物的有效避让；通过理论计算，对液压系统中各元件进行了选型，运用AMESim软件搭建了避障旋耕机液压系统的仿真模型，并对模型中各元件的参数进行了设置，通过HCD库搭建同步阀模型得到伸缩缸和调平缸速度分别为0.304 m/s和0.250 m/s，且差动连接速度为0.500 m/s，满足实际工作需求，同时验证了模型的正确性，为产品的开发和改进提供了一定的理论依据。