2015年, 第0卷, 第10期　刊出日期：2015-10-15

  

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  气体泄漏检测新方法的研究进展

  王涛, 王东颖, 范伟

  液压与气动. 2015, 0(10): 1-11. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.001

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  作为保证产品质量和安全性能的重要手段之一，工业设备对气密性的检测要求越来越高。针对泄漏检测的三个方面，即泄漏判断、泄漏定位和漏率定量,该文阐述国内外气体泄漏检测方法发展历史和发展现状，并对利用超声波和红外进行泄漏检测这两种近年兴起的新技术的发展状况进行了概括性的阐述。
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  轴向柱塞泵主轴及缸体旋转组件临界转速分析

  权凌霄, 李东, 张文文, 骆洪亮, 孔祥东

  液压与气动. 2015, 0(10): 12-17. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.002

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  以斜盘式轴向柱塞泵的主轴及缸体旋转组件组成的转子系统为研究对象，分别利用传递矩阵法及ANSYS有限元分析方法得到了其临界转速，即转子发生共振时的转速，通过两者结果的对比，证明了有限元方法的准确性；进而通过有限元分析，得出增加轴承刚度及减小缸体质量可以有效提高轴向柱塞泵转子系统的一阶临界转速的结论。通过研究，提出了轴向柱塞泵转子系统临界转速的计算方法，为进一步研究轴向柱塞泵转子系统的动力学特性奠定基础。
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  高速内啮合齿轮轴减速器扭转振动传递矩阵法分析

  范磊, 王少萍

  液压与气动. 2015, 0(10): 18-22. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.003

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  采用传递矩阵方法，对某型小尺寸高速内啮合齿轮轴减速器进行了扭转振动特性分析。针对减速器结构及动力学特点，将减速器离散化成集中惯量、集中刚度的轴盘模型，分析振动的传递关系，计算系统固有频率和各阶主振型，讨论其振动特性。解析结果与地面试验数据相吻合，找到了谐振发生的原因，为以后结构优化和改进设计提供了依据，同时为故障诊断提供支撑。
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  全液压钻机负载敏感控制系统研究

  刘旭辉, 陈光柱, 胡波, 黄虎

  液压与气动. 2015, 0(10): 22-26. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.004

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  针对目前钻机钻进效率低、自动化水平不足等问题，以ZDY540全液压钻机为被控对象，将负载敏感控制技术和PLC自动控制技术应用于钻机操作系统中，设计出一种基于PLC的钻机负载敏感控制系统。具体介绍了全液压钻机负载敏感技术的工作原理，负载敏感控制系统中硬件组成和各功能的自动化实现过程及其控制原理。试验测试表明，该控制系统实现了钻机操作的自动化，提高了钻机工作效率，验证了控制系统的可行性。
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  沉船提升被动型液压升沉补偿系统仿真研究

  侯交义, 韩雪, 张增猛, 弓永军

  液压与气动. 2015, 0(10): 27-30. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.005

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  分析了沉船打捞多缸同步提升系统特点及工作原理，针对沉船打捞中驳船易受波浪影响而上下运动，设计了被动型液压升沉补偿系统，搭建了系统AMESim仿真模型。在简化系统负载模型的基础上，仿真研究了升沉补偿系统工作特性，结果表明，所设计被动式升沉补偿系统能够有效地降低波浪对沉船提升过程的影响。
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  基于超重力净油装置的三相分离数值仿真研究

  纪辉, 聂松林, 胡锦国

  液压与气动. 2015, 0(10): 31-35. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.006

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  液压系统的工作可靠性与油液的清洁度有密切关系，固体颗粒和水是液压油中污染物的重要组成成分，因而对于这两相的滤除是提高油液清洁度的关键。该研究基于一种新型超重力净油装置，借助于计算流体力学（CFD）软件FLUENT对该装置内涉及的两类流场——超重力流场及旋流分离流场进行数值仿真分析研究。通过获取旋流场内的固液分离特性及超重力场内的液液分离特性，进而对超重力净油装置的净油效果进行综合评估。仿真结果表明，该种新型超重力净油装置能有效去除液压油内5 μm左右的固体颗粒污染物和其中含有的水分，该研究的实施为提高我国污染控制水平提供一种新思路。
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  管道连接件安装机器人液压系统管路精简设计

  孙朝阳, 李佳奕

  液压与气动. 2015, 0(10): 36-39. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.007

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  水下大口径管道沟槽式连接件安装作业机器人是有缆机器人，缆索中包含有液压管路和通讯线路。为了减小缆索对水下作业主体运动的影响，将电磁阀由控制柜移到水下作业主体上，使用水声通讯代替部分电缆通讯，并改进了相应的控制软件和硬件系统。该方法可以有效精简液压系统管路，减小缆索直径，降低缆索对水下作业主体运动的影响，同时也降低了母船上绞车的复杂程度。
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  三维旋转喷射枪喷嘴结构的优化

  李玉朵, 蔡业彬, 张铱鈖, 孙伟峰

  液压与气动. 2015, 0(10): 40-43. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.008

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  基于工业油罐清洗对水射流射程远、打击力大和清洗面积大的三大要求，采用计算流体力学数值分析的方法，进行三维旋转喷射枪喷嘴结构的优化。结果表明：收缩角在20°~30°区间段内、长径比在20~3.0区间段内，喷嘴具有最佳的喷射性能。
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  基于卡诺图法的机械手气动回路设计与仿真

  刘文婷, 黄贤广, 李秋霞

  液压与气动. 2015, 0(10): 44-47. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.009

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  根据工业需求，设计了一套能够按照一定轨迹自动搬运工件的机械手气控回路，并系统阐述了气动机械手的设计过程。首先分析机械手工作要求确定工作程序；然后利用卡诺图法进行逻辑处理，并绘制逻辑原理图和气控回路图；最后通过FluidSIM软件进行仿真分析，验证了设计的正确性。
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  压力油箱建模及仿真分析

  陈溪, 关广丰, 熊伟, 王海涛

  液压与气动. 2015, 0(10): 48-51. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.010

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  压力油箱是气动与液压两者相协调工作的典型元件，压力油箱工作性能是否满足要求，直接影响到整个液压系统能否正常工作。因此对压力油箱进行仿真分析，研究各工况下油箱的工作性能十分必要。利用液体静压力方程建立油液压力数学模型，利用质量守恒和能量守恒的思想建立气体数学模型。以数学模型为理论基础，以AMESim下的AMESet为技术手段，创建压力油箱自定义子模型，并在AMESim中搭建系统验证其正确性。为研究压力油箱子模型工作特性，在AMESim中给予变化负载，分别得出油箱压力变化曲线、气体温度变化曲线、液面高度变化曲线等。通过分析所得曲线，验证自定义子模型正确性。
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  球面螺旋槽气体动压轴承静态特性分析

  贾晨辉, 杜彩凤, 邱明

  液压与气动. 2015, 0(10): 52-56. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.011

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  以球面螺旋槽气体动压轴承为研究对象，建立了球面螺旋槽气体动压轴承的润滑分析数学模型，基于CFD技术，采用流体动力学Fluent软件，对球面螺旋槽气体动压轴承的三维气膜压力场进行分析，揭示不同转速下，轴承槽宽比、槽深比、螺旋角、气膜间隙对稳态轴承气膜压力以及承载能力的影响规律，并在此基础上，对轴承的结构参数进行了优化。结果表明，应用Fluent软件进行数值分析可以精确地模拟区域内气膜的复杂流场特性，并且转速越高，气体轴承内部的动压效应就越明显，因此合理地选择轴承结构参数和运行参数有助于改善润滑性能，提高轴承的稳态承载特性。
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  基于SimulationX的泵控马达调速系统建模仿真

  高翔, 胡亚男

  液压与气动. 2015, 0(10): 56-60. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.012

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  为了深入研究液压机械无级变速器中液压系统的特性，利用SimulationX建立了液压泵控马达系统及其排量伺服机构的物理模型，对整个系统的动态特性和效率进行了仿真研究,并应用PID控制。仿真结果表明系统的控制性能有了明显的改善，能够使系统的抗负载干扰能力提高，实现马达恒转速控制；另外，研究了排量比、输入转速和外负载这三个参数对马达输出效率的影响。
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  1000 L/min 2D伺服阀实验研究

  崔凯, 李胜, 阮健, 孙杰, 李祖华

  液压与气动. 2015, 0(10): 61-64. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.013

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  2D伺服阀采用伺服螺旋机构实现阀芯的角位移转换为阀芯的轴向位移。采用2D阀的结构方案实现了1000 L/min大流量阀的设计。采用步进电机作为电机械转换器，并采用位置和电流闭环来驱动阀芯转动。为了实现步进电机输出角位移连续可控采用了步进电机连续跟踪算法的控制方法并在步进控制中引入脉宽调制控制技术，并以此为基础搭建了试验平台，设计了以TMS320F2812作为CPU的2D伺服阀控制器。在分析该阀的结构和工作原理基础上，对该阀频率响应进行实验研究。实验表明：该阀具有良好的动态特性，在幅值为25%阀满开口的正弦信号输入下，相位滞后90°对应的频宽约为50 Hz 。
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  极低静压模拟系统非对称模糊自调整PID控制

  李罡, 李宝仁, 杨钢, 杜经民

  液压与气动. 2015, 0(10): 64-68. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.014

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  极低静压模拟系统以真空泵为负压源，由于真空泵抽气能力随模拟压力降低呈非线性降低，导致系统具有强非线性和非对称性。针对线性控制器难以克服非对称性影响，且不能够获得大范围性能一致性的难题，提出一种非对称模糊自调整PID控制策略。该控制方法根据系统特性，结合模糊逻辑构建非对称模糊自调整机构对PID控制器参数在线调整，以适应系统特性的非线性变化。仿真结果表明：该控制方法可以克服系统非对称性，在大范围内获得良好的控制性能。
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  热卷箱开卷臂液压控制回路故障分析

  崔明宇, 柏峰

  液压与气动. 2015, 0(10): 69-71. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.015

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  在介绍热卷箱开卷臂工作过程基础上，针对某钢厂热卷箱开卷臂在调试过程中出现的压力无法调整到工作压力的现象，分析其产生的原因，并提出合理的解决方案。
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  基于ANSYS的飞机液压管路系统流固耦合分析

  齐晓燕, 陆清

  液压与气动. 2015, 0(10): 71-74. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.016

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  液压管路系统中存在结构和流体之间的耦合振动，因此，在研究管路的动态特性时需要考虑到流体对管路结构动态特性的影响。对液压管路系统的流固耦合特性做了分析研究，并应用有限元分析软件ANSYS对某一机型中一部分管路进行流固耦合仿真分析，分析了流固耦合作用对导管结构动态特性的影响，分析计算结果对优化管路系统和维护管路系统运行有一定的指导意义。
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  电液加载系统中溢流阀调压脉动的吸收方法研究

  魏列江, 张晶, 刘文广, 韩啸, 魏小玲

  液压与气动. 2015, 0(10): 75-79. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.017

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  电液加载系统是高精度的力控制系统，通常需由溢流阀获得恒定的压力油源，工程实践发现，电液加载系统对溢流阀动态调压偏差造成的低频随机调压脉动十分敏感，该脉动往往导致系统的加载力出现跃变、加载精度严重下降，甚至引起系统不稳定。针对上述问题，采用蓄能器吸收该调压脉动，保证刚度下降在系统可容忍的范围内，建立了电液加载系统中用于吸收低频随机调压脉动的蓄能器数学模型。一个具体实例的仿真结果表明：当典型的调压偏差导致的调压脉动频率在0~1.14 Hz范围内，幅值在1~6 MPa之间，系统刚度下降不大于20%的条件下，蓄能器可有效吸收该调压脉动；对于同容积大小的蓄能器，随着调压脉动频率的增大，吸收效果变差；对于同频率的调压脉动,存在一个最佳容积和充气压力的组合，在该参数组合下调压脉动的吸收率最大。
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  气动增压阀动态特性的仿真研究

  孙亚丽, 王海涛, 关广丰, 熊伟

  液压与气动. 2015, 0(10): 79-81. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.018

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  对气动增压阀各腔室建立数学模型，利用Simulink建立仿真模块。通过仿真得到压力特性曲线，为利用计算机选型提供了技术支持。
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  挖掘机平地轨迹研究及改进

  张建福, 吴元道, 王福山, 王璇芝

  液压与气动. 2015, 0(10): 82-86. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.019

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  针对如何评价挖掘机平地作业的问题，提出了一种通过研究挖掘机铲斗齿尖运动轨迹来评价其平地作业的方法。按照该方法对现有某挖掘机进行了平地试验，利用Proe软件与试验相结合对该挖掘机进行了虚拟平地仿真，针对过程中出现的挖掘机平地轨迹不够平稳问题，对其液压系统进行了改进，增加了斗杆调速阀，使液压泵流向斗杆油缸和动臂油缸的流量比值为4∶3，此时挖掘机铲斗齿尖运动轨迹较为平缓，挖掘机平地性能得到改善，为挖掘机平地作业的研究和改进提供了参考。
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  基于ANSYS的大型起竖设备四级液压缸有限元分析

  谢建, 冯文杉

  液压与气动. 2015, 0(10): 86-90. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.020

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  基于Pro/E建立大型起竖设备四级液压缸三维实体模型，通过IGES中间格式导入ANSYS的Workbench平台中，建立四级缸有限元模型，对其结构静力学进行分析。运用一种新的分析方法，根据液压缸在不同起竖角度有不同的受力和伸出长度这一工作特点，分析四级缸在整个工作过程中液压缸轴向力、内部压力随伸出长度的变化情况，据此分析其稳定性并找出最容易失效的状态，运用有限元法分析整体和局部应力应变分布,校核该缸的强度是否满足要求，为解决同类问题提供借鉴。
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  大型液压阻尼器试验台架设计及分析

  杨钢, 石邦凯, 潘绪文, 李宝仁

  液压与气动. 2015, 0(10): 91-94. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.021

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  针对大型液压阻尼器试验系统设计了一种电液伺服加载试验台架。台架设计了卧式四导向柱结构及带液压夹紧装置的可移动支座，以满足台架输出加载力大及不同规格试验件安装空间可调的功能需求。运用有限元方法，采用ANSYS软件，校核了台架强度和刚度，并对影响夹紧力的因素及台架振动特性进行了仿真分析。仿真结果表明，台架强度和刚度均满足要求，台架固有频率远高于其加载工作频率，不会发生共振；夹紧力大小与夹紧缸和导向柱之间距离成正比，与导向柱和支座配合间隙以及支座厚度成反比。该研究实现了试验台架总体结构设计及夹紧装置的优化，对于大型电液伺服加载试验台架的实现具有指导意义。
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  某新型液压集成阀的研究

  付华军, 李伟波

  液压与气动. 2015, 0(10): 95-97. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.022

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  该研究介绍了某新型液压集成阀结构组成、原理及设计要点。通过试验，验证所设计的液压集成阀的性能满足要求。
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  囊式空气弹簧刚度特性研究

  成小霞, 李宝仁, 杨钢, 李罡

  液压与气动. 2015, 0(10): 98-101. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.023

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  弹簧刚度作为空气弹簧最重要的参数，是隔振系统设计的基础。以囊式空气弹簧为研究对象，在深入分析空气弹簧受力及囊体材料特性的基础上推导了刚度计算模型，并分别对影响空气弹簧刚度的各个因素进行了仿真分析。仿真结果显示，空气弹簧的刚度主要由工作高度、工作压力决定，但囊体材料特性、加载方式等因素也会对空气弹簧的动态特性产生一定的影响。该模型可为囊式空气弹簧提供一种准确性高、实用性强的计算方法，对空气弹簧隔振系统分析计算具有一定的指导意义。
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  液体自动颗粒计数器的选择

  郝新友

  液压与气动. 2015, 0(10): 102-106. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.024

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  液体自动颗粒计数器是当前液压污染控制技术领域不可或缺的关键性设备。针对该仪器的技术发展现状，详细分析了不同工作方式和测量原理的优缺点、以及性能参数对测量结果的影响，指出了仪器选用中应关注的主要问题，对液体自动颗粒计数器的正确选择和使用具有指导意义。
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  海水液压阀抗海水污染的结构设计研究

  陈川龙, 刘文豪, 朱碧海

  液压与气动. 2015, 0(10): 107-109. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.025

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  在海洋环境中，海水液压阀面临着腐蚀磨损及污染失效等问题，三位三通阀经过三轮设计和使用，最后采用膜片式、锥阀和插装式安装等结构，很好地解决上述问题，且可维护性和可靠性也得到提高。主要阐述了提高海水液压阀抗污染能力的设计经验。
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  一种自动供弹机的运动设计与仿真研究

  陆继山1, 冯广斌2, 孙华刚2, 张云峰1

  液压与气动. 2015, 0(10): 110-114. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.026

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  根据某自行火炮武器系统可用空间的结构组成及尺寸大小，提出了一种新型自动供弹机的设计方案，并利用Pro/E软件建立了所设计的自动供弹机的三维模型，将模型简化后导入RecurDyn软件中进行动力学仿真分析。通过分析发现，与现役供弹机相比，该自动供弹机在供弹过程中能够大幅缩短供弹时间和距离，提高供弹效率，符合工作实际及预期要求，可以为供弹机的优化设计和深入研究提供一定的参考。
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  内流式阀件中的空化抑制新方法探究

  陈亮, 金迎村

  液压与气动. 2015, 0(10): 115-119. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.027

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  基于压力分布直接影响空化的基本观点，提出内流式阀件出口引流抑制空化的方法并设计了相应的结构。为了验证该方法的有效性和研究该结构抑制空化性能，建立了空泡群模型并利用CFD软件获得压力场和速度场信息，利用数值计算的方法对比分析了带改进阀腔结构和不带改进阀腔结构阀件的空化情况。结果表明：将出口压力引至节流口处可以达到抑制空化的效果；随入口压力增加，改进阀腔的抑制空化能力逐渐减弱，但最后趋于稳定；随出口压力的增加，改进阀腔的抑制空化能力逐渐增强，直至完全抑制空化。
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  基于MATLAB/Simulink液压伺服系统辨识仿真

  宋涛, 于存贵

  液压与气动. 2015, 0(10): 120-123. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.028

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  针对对称缸液压伺服系统，用数学方法建立线性化对称缸液压伺服系统的数学模型，运用MATALB/Simulink进行仿真，使用最小二乘法对系统进行辨识仿真研究。为进一步控制研究提供较为精确的模型参数，验证模型的准确性。该仿真研究对建立精确模型及控制系统研究有参考意义。
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  某型飞机进气道伺服装置测试系统的设计

  杨超, 杜来林

  液压与气动. 2015, 0(10): 124-128. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.029

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  设计了某型飞机进气道伺服装置测试系统，包括液压源系统、测试台系统和控制系统。通过集成模块化设计、无泄漏切换设计、动态缸的改进设计，测试系统满足了所有测试项目要求，并取得了一定的经济效益。
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  QS650清筛机液压挖掘系统常见故障分析

  郭建良

  液压与气动. 2015, 0(10): 128-130. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.10.030

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  液压挖掘系统是QS650清筛机重要的作业系统，介绍了清筛机挖掘系统的工作原理及其相应功能。通过对常见故障进行分析，指出产生问题的原因，并提出了相应的解决办法，对挖掘系统的使用、检修、故障处理有一定的参考作用。