2016年, 第0卷, 第7期　刊出日期：2016-07-15

  

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专题文章
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  基于增益辨识的冷轧AGC保性能控制研究

  陈刚, 曹赛, 程慧杰, 王益群, 赵团民

  液压与气动. 2016, 0(7): 1-5. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.001

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  如何提高在复杂工况下的冷带板厚控制精度是当今该领域的前沿热点问题。轧机厚控系统被控对象增益随轧制工况变化具有慢时变性,设计参数估计器并得出其辨识参数收敛条件,以此实现对被控对象增益参数的辨识。根据保性能控制策略,利用参数辨识值设计自适应控制器以提高控制系统对工况变化的适应能力。最后通过仿真表明所设计辨识器能对被控对象增益参数进行有效辨识;通过铝带轧制实验测试保性能自校正控制策略的厚控效能,结果表明该方法能有效改善对象增益参数慢时变时的板厚控制精度。
精品文章
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  K3V型柱塞泵综合性能评价方法研究

  曾庆良, 李伟民, 王成龙, 王统诚

  液压与气动. 2016, 0(7): 6-11. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.002

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  为改善工程液压柱塞泵的性能评价方法,基于层次分析法,以K3V型液压柱塞泵为例进行综合性能研究,将影响液压柱塞泵使用性能的各项因素进行分层,进而得到各具体因素的权重。对比现场采集的不同柱塞泵在试验时的实验数据,结合各实验数据的权重,对柱塞泵进行综合性能评价,为液压柱塞泵评价方法的研究提供了新的思路。
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  基于多尺度熵偏均值的液压泵故障特征识别

  姜万录, 董克岩, 朱勇, 王浩楠

  液压与气动. 2016, 0(7): 12-17. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.003

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  针对不同故障类型下的液压泵振动信号具有不同复杂性的特点,将多尺度熵引入到液压泵故障识别中。多尺度熵是在样本熵的基础上通过引入尺度因子,从而能够分析信号在不同尺度因子下的复杂性。在多尺度熵的基础上定义一个同时考虑多尺度熵熵值大小和熵值变化趋势的指标--多尺度熵偏均值(PMMSE),该指标定量地刻画故障信号的复杂性。将该指标用于液压泵的故障识别中。通过对液压泵4种不同运行状态的实测振动信号进行分析,结果表明PMMSE能够很好地区分出液压泵的不同故障类型,验证了该指标在故障特征提取中的有效性。
综述
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  基于AMESim和Simulink联合仿真的轧机压下系统分析

  李强强, 靳宝全, 高妍, 张红娟

  液压与气动. 2016, 0(7): 18-23. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.004

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  为实现轧机液压压下系统的电液一体化虚拟样机设计,提出基于Simulink与AMESim联合仿真技术的建模与仿真方案,根据轧机各辊之间的作用关系,建立了基于AMESim的轧机液压压下系统的质量弹簧模型和液压位置伺服系统模型,用MATLAB/Simulink建立了基于积分分离的PI反馈控制系统模型,最终构建了轧机压下系统联合仿真模型。在Simulink平台设计了干扰观测器抑制噪声方法,通过联合仿真分析,有效抑制了外部干扰噪声造成的不稳定性,提高了控制精度。联合仿真研究表明,干扰观测器能够抑制干扰噪声影响,该虚拟样机可应用于轧机压下系统分析。
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  直驱式容积控制液压促动器电液伺服系统研究

  刘兵, 王超光, 李阳, 于安才, 赵斌, 张建

  液压与气动. 2016, 0(7): 24-28. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.005

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  设计了一种应用于FAST工程的基于直接驱动式容积控制技术的新型液压促动器电液伺服系统,系统具有控制灵活、出力大、溢流损失小、发热低、节能、集成度高等优点。对其进行了数学建模分析、仿真分析及实验研究,结果表明系统工作性能稳定,精度高,能较好的满足FAST工程的使用需求,具有良好的实用性。
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  基于AMESim的剪板机液压系统动态性能分析

  王存堂, 孙卓兵, 谢方伟, 张兵, 盛刚

  液压与气动. 2016, 0(7): 29-33. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.006

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  为了提高剪板机的主动安全性,改善剪板机液压系统的动态性能,在介绍剪板机液压系统工作原理的基础上,AMESim模式下建立了剪板机液压系统的仿真模型。重点研究了插装阀阻尼孔直径和蓄能器预充压力对剪板机主液压缸和压料缸动作性能的影响,以及为了使压料缸的压紧力可控,在压料缸和油泵之间加入一个定值输出减压阀。仿真结果对剪板机液压系统的改进具有一定的指导作用。
综合应用
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  金刚石压机压力误差补偿的PID控制研究

  何少佳, 覃昱超, 夏振

  液压与气动. 2016, 0(7): 34-38. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.007

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  金刚石压机压力控制系统性能的好坏决定了金刚石的合成品质,该液压系统是一个精度要求高、易受干扰、响应滞后的复杂机电液耦合系统,很难建立一个全程精确的系统模型。提出一种加入补偿因压力损失导致顶锤位移产生的误差,并结合单神经元PID的控制方法。采用位移传感器测量压机液压缸的有效行程,反馈至单神经元PID控制系统,引入有监督的Hebb性能学习指标,通过不断学习,自动调节PID控制器权值来提高跟踪精度。仿真实验表明,该控制方法易于处理器的编程,自适应性强,对系统的改进是有效的。
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  新型双作用叶片式海水泵

  平俊, 王永辉, 贾跃虎, 宁轩

  液压与气动. 2016, 0(7): 39-43. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.008

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  由于海水中存在细小的固体粉砂以及海水强烈的腐蚀性和较差的润滑性,会对叶片式海水泵内部相互接触的摩擦表面形成较大的磨损与腐蚀,大大降低叶片泵的使用寿命。针对上述问题,提出了一种新型结构的叶片泵,该设计减少了叶片表面接触的摩擦副,改善了叶片的受力状况。本研究对该叶片泵的组成结构和工作原理进行了概述,计算了泵的排量和叶片受力,为进一步的研究提供了很好的理论基础。
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  基于自适应粒子群算法的篦冷机电液位置伺服系统PID参数优化

  姜长弘, 张永恒, 王盛慧

  液压与气动. 2016, 0(7): 44-49. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.009

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  针对PID控制器的参数选取直接影响到第四代篦冷机刮板在调速过程中的稳定性和调节时间的问题,提出一种新的粒子群算法的PID参数整定方法。新的粒子群算法充分利用了适应函数提供的搜索信息,对传统粒子群算法中的权值进行自适应动态控制,并用飞行时间参数替代了压缩因子,飞行时间参数的变化规律是线性递减,并把它命名为自适应粒子群算法。通过测试函数证明提出的自适应粒子群算法比传统的粒子群算法收敛速度快和寻优效率高,应用改进的方法对篦冷机电液伺服系统进行仿真实验,结果证明自适应粒子群算法的PID参数整定方法比传统的整定方法有更好的控制效果,即调速过程稳定和调节时间快。
工程技术
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  页岩气井下开采管路气固耦合振动特性分析

  郭长虹, 丁旭, 曹源, 权凌霄

  液压与气动. 2016, 0(7): 50-55. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.010

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  页岩气开采过程中,井下管路内气体与管路的耦合作用,会引起管路振动,这是此类管路振动失效的主要原因。管路振动响应特性与井下管路长度、气体流速及压力等参数有直接关系,因此,研究这些参数的影响对揭示页岩气管路振动规律,提高井下管路安全性及寿命有重要意义。针对页岩气井下管路,在ADINA软件平台中建立有限元分析模型,进行振动模态分析,研究管路长度、气体流速及压力对管路气固耦合振动特性的作用规律。研究结果为页岩气井下管路振动实验研究提供理论指导,同时为气固耦合振动特性研究奠定基础。
综述
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  滑阀非典型阀口过流面积计算与仿真分析

  强红宾, 张立杰, 王帅, 王力航

  液压与气动. 2016, 0(7): 56-61. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.011

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  针对三角形和斜三角形两种非全周开口滑阀,结合阀口结构特征和等效阀口面积理论,推导了阀口过流面积计算公式;利用计算流体动力学(CFD)仿真方法,分析了滑阀内部的流场压力和速度分布情况;根据斜三角形滑阀样本的流量特性,对理论与仿真结果进行了验证。理论、仿真和样本实验结果吻合良好,验证了采用的解析和仿真方法,在阀口流量特性计算方面的准确性和有效性,同时为其他非典型阀口多路阀的性能预测提供了依据。
工程技术
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  基于PLC螺杆桩机半自动调平系统研究

  王炳奎, 马飞, 商烁, 廖哲

  液压与气动. 2016, 0(7): 62-66. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.012

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  针对原螺杆桩机调平费时费力、实时性差及调节误差大等缺陷,在保持原有液压系统不变,尽量减少成本的前提下设计了半自动调平系统,系统的硬件组成有支腿油缸、S7-200可编程控制器、双轴倾角传感器及可触摸式显示屏等。经现场调试实验表明,设计的半自动调平系统可由1人实时调节支腿高度,较快的使螺杆桩机桩架的倾斜度调节到允许的范围内,安全便捷,具有工程实用价值。
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  新型断带抓捕液压系统研究

  刘晓瑞, 马利, 马晓华

  液压与气动. 2016, 0(7): 67-71. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.013

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  提出了一种新型断带抓捕液压系统,该系统主要由蓄能器、二通插装阀、液压缸、电磁换向阀组成,利用AMESim建立了系统仿真模型,给出了二通插装阀通径为32 mm、蓄能器阀充气压力为7 MPa、气囊容积为3 L等关键参数下的液压缸活塞位移曲线,分析了不同蓄能器充气压力、蓄能器气囊初始容积及二通插装阀通径对液压缸活塞位移的影响。结果表明:在初始元件结构参数下,液压缸活塞响应的时间为0.13 s;蓄能器充气压力增大会减缓液压缸活塞响应,蓄能器气囊初始容积增大、二通插装阀通径增大会加快液压缸活塞响应。
综述
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  节能复合型开关液压源研究

  王伟平, 吕海龙

  液压与气动. 2016, 0(7): 72-76. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.014

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  研究了一种基于高速开关阀的开关液压源。这种压力转换器是参考弱电系统中的boost-buck电路的结构,并以液压元件替代其中的电气元件而设计的。复合型开关液压源可以通过改变高速开关阀的占空比,从而无节流损失的增大或者减小输出压力。为了实现其增压及减压作用,复合型开关液压源需要配置两个高速开关阀,相当于一个单刀双掷开关。研究发现当占空比小于0.5时为减压状态,而当占空比大于0.5时为增压状态。理论及仿真均验证了其可行性。复合型开关液压源的提出为二次调节静液传动提供了新方法。
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  基于FLUENT的孔板消减气流脉动的数值模拟

  鄢曙光, 祝振杰

  液压与气动. 2016, 0(7): 77-82. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.015

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  在输流管道内的适当位置添加孔板作为一种简单有效的消减管道气流脉动的方法,已经在生产实践中得到广泛应用,但是对于孔板开孔率和开孔数这两个主要设计参数的共同研究很少。针对这一问题,现以弯管为例,采用数值模拟软件Fluent建立管道三维定常流动模型,分别计算单孔不同开孔率孔板下以及不同开孔数相同开孔率下管道内部的脉动状况,并与不加孔板时的情况进行了对比。通过数值模拟,表明添加适当尺寸孔板能够起到一定的脉动消减作用,同时得出在开孔率为30%和开孔个数为1的情况下,穿过孔板的气流不均匀度由23.12%下降到0.60%。
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  基于AMESim和Simulink联合仿真的阀控马达神经元PID调速系统控制

  孟凡虎, 赵素素, 于子彭, 王娜, 高峰

  液压与气动. 2016, 0(7): 83-88. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.016

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  为了研究阀控马达调速系统的控制性能,首先介绍了AMESim和Simulink联合仿真的技术,通过AMESim软件建立系统精确的模型,以PID作为控制器,应用神经网络控制理论解决传统PID参数调节困难的问题,并采用神经元PID控制器的改进算法,在Simulink中搭建基于S函数的控制系统仿真模型,最终对阀控马达调速系统进行控制。仿真结果表明:输入阶跃信号时系统的响应速度加快,超调减少,调节时间缩短;施加负载时,转速震荡减小,系统抗干扰能力提高;输入正弦信号时,幅值超调减小,相角滞后减小,跟随性能提高。
工程技术
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  某型燃气涡轮起动机振动测试系统的研发

  谢平, 王晓光

  液压与气动. 2016, 0(7): 89-94. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.017

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  振动信号能够从时域或频域实时地反映旋转机械的故障信息,为满足某型燃气涡轮起动机故障诊断的需要,研发了涡轮起动机振动测试系统。该系统能够控制涡轮起动机的工作过程,监控工作状态,记录工作数据和分析振动信息。系统以起动机时域振动信息为基础,运用频谱分析和倒谱分析方法处理振动信息,以确定故障部位。系统研究了燃气涡轮起动机与加载系统匹配的方法,以及加载系统附加振动信号的识别与分离。试验结果表明,该系统能够实现涡轮起动机工作过程的控制,工作数据和振动信息的采集和分析,并且可以识别与分离加载系统的附加振动信号,为燃气涡轮起动机故障诊断提供可靠的实验研究平台。
综合应用
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  某型液压机比例阀故障分析及解决方案

  罗成辉, 杨金辉, 林伟琼, 邱昭午

  液压与气动. 2016, 0(7): 95-98. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.018

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  针对某型液压机液压系统502比例阀出现故障的问题,技术人员深入液压机使用现场调查研究,并在新安装的液压机上实行了故障重现,结合502比例阀的结构特点对采集到的数据进行了详细的分析,最终找出了故障根源,并给出了解决方案。事后经过了长达一年的现场跟踪,所有型号液压机未再出现类似故障,验证了故障根源及解决方案的正确性。
综述
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  涡轮增压系统用高速开关阀的响应特性研究

  李派霞, 苏明, 丁廷取

  液压与气动. 2016, 0(7): 99-103. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.019

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  高速开关阀是涡轮增压系统的重要部件,响应的快速性直接影响增压器的压比。根据高速开关阀的结构及工作原理,建立其数学方程。运用AMESim建立动态模型并进行了电流、阀芯位移、控制口的压力仿真分析,结合示波器测量的实际响应时间,证实仿真结果的可靠性。由于高速开关阀响应时间具有滞后性,研究分析改变阀芯质量、驱动电压、弹簧预紧力对响应特性的影响,并根据仿真提出了优化调整建议。
工程技术
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  力矩电机直驱内反馈闭式静压转台设计

  潘高星, 陈永亮

  液压与气动. 2016, 0(7): 104-108. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.020

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  针对数控精密立式磨床的应用需求,阐述了力矩电机直驱内反馈闭式静压转台结构特点及优势,介绍了内反馈闭式静压轴承的基本原理,并进一步对转台应用实例的静压轴承刚度和流量进行了验算,构建了转台测试试验台,并介绍了试验台组成,以及对所研发的转台进行性能检测的过程。
综述
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  气动式制动能量回收技术研究

  吴嘉宜, 苏智剑, 闫扬义

  液压与气动. 2016, 0(7): 109-113. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.021

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  建立了一种通用气动式制动能量回收系统的数学模型。针对不同汽车制动的初始平均速度及高压储气罐预冲压力、容积等关键参数,在MATLAB中进行了仿真计算,通过分析系统工作过程中汽车的车速变化及系统高压储气罐的气压变化,研究系统的可行性及其能量回收效率。结果表明:系统的制动能回收效率与高压储气罐的预充压力成正比,与高压储气罐的容积成反比,合理地确定高压储气罐预充压力和容积,系统回收效率可达20%;当汽车速度较低时,车辆仅依靠气动式制动系统,可满足汽车对制动距离的标准规定。
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  基于LabVIEW的高能液压马达性能试验测控系统

  马俊功, 王辉, 吴强

  液压与气动. 2016, 0(7): 114-119. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.07.022

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  为了验证新型高能液压马达设计的预期性能,需要测试其在给定工作条件下的技术特性和参数。针对这一要求,设计了一种用于高能液压马达性能试验的测控系统。从液压系统、加载系统以及软硬件系统等方面详细介绍了测控系统的设计过程,重点阐述了基于LabVIEW平台的系统软件架构。同时,该测控系统采用了利用电液比例溢流技术来提高测控系统的静态和动态的加载性能。该测控系统已经投入使用,证明完全可以满足项目试验要求。