2017年, 第0卷, 第3期　刊出日期：2017-03-15

  

• 全选
  |

精品文章
• Select
  振动能量液压转换器结构与特性研究

  雷军波, 陶建峰, 刘成良, 吴亚瑾

  液压与气动. 2017, 0(3): 1-5. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.001

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  针对TBM掘进过程中主机剧烈振动问题和施工环境特点,提出一种基于液压系统的振动能量吸收转换装置。介绍了该转换装置的系统结构组成与工作原理,采用AMESim软件建立该系统的仿真模型。基于仿真模型研究了工况参数和元件参数对振动能量液压转换装置性能的影响规律。分析表明,振动能量油液转换器能实现相应功能。同时,在该结构条件下,液压马达转速随着活塞频率先增加后减小;马达转速随活塞幅值增加而增加但小幅值影响不明显;马达转速上升时间随蓄能器容积增加而增加;单向阀弹簧刚度需进行合理设计,否则转换器不能正常工作。
工程技术
• Select
  电驱动客车制动能量回收气压调节模块研究

  刘文涛, 于涛, 张俊智

  液压与气动. 2017, 0(3): 6-11. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.002

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  以电驱动客车制动能量回收系统气压调节模块中的两种阀块为研究对象进行对比研究。对电磁开关阀,建立耦合动力学模型,研究其在不同控制频率和占空比下的增减压特性,为实现气压的精确调节,提出了逻辑门限值控制算法,并验证了气压精确调节的有效性。由于电磁开关阀是非连续控制,响应时间慢,压力波动频繁,无法实现精确控制,而比例继动阀是连续控制,控制精度高。对比例继动阀,建立非线性数学模型,分析其迟滞特性、压力响应特性,设计了前馈补偿与带积分抗饱和的PI控制相结合的控制器。对两种阀进行了硬件在环试验,结果表明,相对于电磁开关阀,比例继动阀在控制效果、制动平顺性方面都有很大改善。
• Select
  基于Lévy飞行微粒群算法的液压系统可靠性优化

  陈东宁, 于传宇, 姚成玉, 张运鹏, 刘一丹

  液压与气动. 2017, 0(3): 17-21. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.003

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  针对微粒群算法易于陷入局部最优解、早熟的缺点,将Lévy飞行引入微粒速度迭代公式中,并动态改变微粒群速度迭代公式中Lévy飞行的权重值,提出动态Lévy飞行微粒群算法。根据T-S故障树理论,建立液压支架液压系统的可靠性模型,进而得出可靠性费用目标函数。将提出的动态Lévy飞行微粒群算法应用于液压支架液压系统的可靠性优化中,并通过标准微粒群算法、布谷鸟搜索算法和基于Lévy飞行微粒群算法比较,验证所提出算法的优越性。
理论研究
• Select
  直线电机驱动水液压柱塞泵运动规划及仿真分析

  张增猛, 孟繁毅, 侯交义, 宁大勇, 弓永军

  液压与气动. 2017, 0(3): 22-26. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.004

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  水液压柱塞泵是水液压系统的关键元件,由于水介质的理化特性差异导致其泄漏、摩擦磨损、腐蚀、气蚀等现象比油压柱塞泵严重,为解决传统斜盘式水液压柱塞泵流量脉动大的问题,提出了一种新型的直线电机驱动水液压柱塞泵结构。通过研究恒流量直线电机驱动柱塞泵的可行运动规划,选取了直线电机以三角波间隔T/4相位差的运动方案,以实现双直线电机双作用水压柱塞泵实际输出较小的流量脉动。应用AMESim软件,构建了两种不同配流方式的双直线电机双作用柱塞泵系统的仿真模型。仿真发现,柱塞配流电机柱塞泵相比阀配流,其压力和流量脉动很小,其压力脉动幅度小于2%,流量脉动率仅为0.008。
• Select
  负载压力适应型自动怠速系统分段控制策略研究

  黄伟平, 林添良, 任好玲, 付胜杰, 陈其怀, 周圣炎

  液压与气动. 2017, 0(3): 27-31. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.005

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  为改善工程机械自动怠速系统性能,针对纯电驱动工程机械提出一种基于液压蓄能器的负载压力适应型自动怠速系统,分析了新型自动怠速系统结构和工作原理。考虑到系统的节能效率和操控性能,提出了具有负载压力适应功能的自动怠速分段控制策略,并建立AMESim-MATLAB/Simulink的联合仿真模型进行研究,最后基于所搭建的试验平台展开试验研究。结果表明:所提出的新型自动怠速分段控制策略可行,且分段控制效果明显。
• Select
  关联维数分析方法在液压泵多故障诊断中的应用研究

  吴胜强, 陈海燕, 刘思远

  液压与气动. 2017, 0(3): 32-37. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.006

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  针对液压泵故障信号非线性和非平稳性特征,提出了利用相空间重构技术和分形理论相结合的特征关联维数提取方法。该方法将液压泵不同故障模式下获取的一维振动信号重构到高维相空间,进行信息深层挖掘;通过对相空间特征信号关联维数变化规律的分析,找出对故障反映敏感的关联维数,由此进行故障识别。通过实验验证,该方法提取的关联维数能有效反映液压泵的故障特征,为液压泵多故障诊断方法的研究提供可靠的特征信息,具有良好的应用前景。
工程技术
• Select
  气动人工肌肉驱动单关节机械臂的自抗扰控制

  赵苓, 李奇

  液压与气动. 2017, 0(3): 38-42. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.007

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  针对气动人工肌肉驱动单关节机械臂存在严重的非线性问题,提出一种自抗扰控制策略,来改善单关节机械臂的控制效果。对于给出的不精确系统模型,首先利用跟踪微分器安排输入信号的过渡过程,从而有效地解决了系统的快速性和超调之间的矛盾;其次利用扩张状态观测器观估计出系统状态以及系统的非线性和外部扰动,并对其进行补偿;最后设计了带扩张状态补偿的非线性误差反馈控制器来保证系统的闭环响应性能。实验结果表明,该控制方法在气动单关节机械臂关节关节角度控制方面具有良好的控制效果。
理论研究
• Select
  电液负载模拟器多余力的混合补偿策略

  蒋毅, 王海波, 钱宇

  液压与气动. 2017, 0(3): 43-48. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.008

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  针对电液负载模拟器因存在多余力而影响加载精度的问题,建立负载模拟器数学模型,分析多余力产生机制,提出包含定常补偿器和干扰观测器(Disturbance observer, DOB)的多余力混合补偿策略以提高加载精度。首先基于结构不变性原理设计定常补偿器,再通过求解H_∞混合灵敏度问题获得DOB,补偿剩余多余力并提高系统鲁棒性。静态、高频动态力函数跟踪仿真表明多余力减少65%以上,动态响应快速,摄动仿真表明负载模拟器对系统不确定性的影响有较好的鲁棒性;动态加载试验证明了策略的正确性和有效性。
• Select
  轴向柱塞泵-电机组转子系统临界转速及不平衡响应分析

  权凌霄, 刘嵩, 张崇

  液压与气动. 2017, 0(3): 49-56. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.009

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  临界转速及不平衡响应分析是采用转子动力学研究转子系统动态特性的基础。以斜盘式轴向柱塞泵-电机组转子系统为研究对象,通过Riccati传递矩阵法、Prohl传递矩阵法和有限元法分别对转子系统进行了临界转速的计算,结果表明电机轴及联轴器的存在降低了轴向柱塞泵-电机组转子系统的临界转速,并证明了Riccati传递矩阵法在计算大型转子系统的优势;此外,通过模拟流量脉动及侧向径向压力引起的转子不平衡状态,得到转子系统的不平衡响应特性,结果可表明,流量脉动及侧向径向压力主要激发了转子系统的二阶固有频率,其不平衡响应最剧烈处位于转子系统两端。
• Select
  基于PyQt的重型车辆换档回路仿真研究

  张啟晖, 熊伟, 熊庆辉, 王海涛, 关广丰, 王祖温

  液压与气动. 2017, 0(3): 57-60. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.010

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  车辆换档回路是电液自动换档操纵系统的重要组成部分,它是由多种液压元件组成并协同工作的复杂液压系统。为了更方便地对重型车辆换档液压回路的AMESim仿真模型参数更改和模型求解,基于PyQt开发了重型车辆换档液压回路仿真程序,叙述了仿真程序的开发过程,并通过台架试验验证了车辆换档液压回路的AMESim仿真模型的正确性,开发的程序不仅能满足研究的要求,而且提高了仿真效率。
• Select
  基于高速开关阀理论模型的阀体流量估算方法研究

  吴进军, 焦宗夏, 李晨风, 张哲

  液压与气动. 2017, 0(3): 61-66. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.011

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  液压控制单元(HCU)是车辆制动系统的关键执行机构之一。利用液压控制单元对制动压力精确控制,是实现车辆电子稳定性控制等主动安全功能的基础。高速开关阀是液压控制单元的重要构件,通常运用脉冲宽度调制技术控制开关阀开度保持在开关位置之间,实现压力精确控制。为了深入研究高速开关阀的比例开度功能,基于开关阀的机械结构与电磁特性,建立了电磁阀的理论模型。对不同压力与阀芯开度下开关阀的流量进行了理论计算,并通过台架实验验证了理论模型的正确性,为制动压力精确控制提供了重要的理论支持。
工程技术
• Select
  涡轮式粘性制动器结构优化仿真研究

  张军辉, 郑神, 赵喻明

  液压与气动. 2017, 0(3): 67-72. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.012

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  黏性制动器也称液黏制动器,相比于传统的干式摩擦制动器以及湿式摩擦制动器,黏性制动器由于将制动时产生的热通过内部液体转动耗散,且转子与定子间相隔距离较大,因此其散热较为均匀,且对转子和定子的磨损较小,制动器使用寿命较大。研究的目的在于明确涡轮式黏性制动器的制动过程影响因素。通过对现有的涡轮黏性制动器产品进行结构分析,建立一个合理的简化模型;通过涡轮式黏性制动器工作原理,推导其制动力矩公式;通过改变移动挡板位置转子输入转速分析各个工况对应的制动力矩;通过比较各个工况下的制动力矩以及制动器内部压力场、气穴分布提出一个较优的制动配置方案,有利于促进对于涡轮式黏性制动器的深入研究。
• Select
  巷道临时支护支架推移油缸液压同步系统设计

  刘建实, 丁海港, 李皓楠, 赵继云

  液压与气动. 2017, 0(3): 73-76. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.013

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  针对巷道临时支护支架的推移油缸在工作面工作过程中承受的偏载,设计了负载敏感系统与同步阀相结合的液压同步系统,使得推移油缸在承受偏载下也能达到较高的位移同步精度;使用AMESim仿真软件对该液压同步系统进行了建模和仿真分析,得到推移油缸的位移同步精度为0.68%;搭建了推移油缸液压同步系统的试验台,在推移油缸承受偏载下对液压同步系统进行了试验研究和分析,得到该系统推移油缸位移同步精度为1.32%,满足1.5%以内的设计目标。研究结果表明:负载敏感系统结合同步阀能在油缸承受偏载时抑制压力和流量的波动,保证流量不变,使得油缸同步运行,同时具有调速方便和节能的优点。
理论研究
• Select
  组合配流盘式液压变压器的变压比特性研究

  仉志强, 魏聪梅, 李永堂, 刘志奇

  液压与气动. 2017, 0(3): 77-80. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.014

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  针对液压变压器的变压比范围小,提出了组合式配流盘技术。分析了采用组合式配流盘的液压变压器工作原理,建立了新型液压变压器的变压比解析模型,考虑了机械摩擦损失和黏性摩擦损失影响。分析了动盘摆角、摩擦损失、柱塞缸转速、恒压端压力对变压比特性的影响规律。结果表明,动盘摆角范围0°~150° 对应的理想变压比范围约0~4,考虑摩擦损失时的变压比范围降为0~3.3,柱塞缸转速在变压比值较小时影响较大,随着变压比增大影响逐渐减小,恒压端压力对变压比影响很小。
• Select
  密闭环境气流冲击式压电阵列发电性能实验研究

  程廷海, 付贤鹏, 王英廷, 赵宏伟, 包钢, 赵希禄

  液压与气动. 2017, 0(3): 81-86. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.015

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  为实现高压密闭环境的气体能量收集并提高能量转化效率,提出了一种气流冲击式压电阵列发电机。利用压电材料的正压电效应并结合压电本构方程对压电发电机理进行分析,结果表明在高压气体环境下可采用盘型压电片进行气体能量收集,且压电片外圆周需进行机械夹紧固定。设计并制作了一种压电发电阵列实验样机,搭建了实验测试系统。以高压气体为激励源对不同流量、周期及负载条件的改变进行了实验测试。实验结果表明,峰值电压与流量成正比,随着周期的增加峰值电压有小幅度的增长趋势,压电阵列在电学并联的情况下具有最佳的功率输出性能,当周期为0.8 s、流量为200 L/min、压力为0.3 MPa时最佳的输出功率是0.99 mW。
• Select
  发动机冷转情况下液滴入射过程特性分析

  唐杰, 闫至骐, 王立文, 石旭东, 王涛

  液压与气动. 2017, 0(3): 87-92. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.016

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  针对航空发动机在翼清洗过程中射流雾化液滴进入风扇级的运动过程,对其在飞机进气口处的运动特性进行研究。通过航空发动机内气液两相流场以及射流的数值模拟,获得了液流运动和液滴传质传热特性。分析结果显示进入风扇级后液流速度不受喷嘴输入压力的影响;液滴的尺寸越小,经过风扇级后温度和质量损失越大,500 μm液滴的温度和质量损失很少,而50 μm液滴降温幅度大,质量损失较明显。为飞机发动机清洗系统的研发提供了理论基础。
• Select
  轴向柱塞泵噪声源的识别策略:仿真和试验

  张军辉, 夏士奇, 叶绍干, 周万仁

  液压与气动. 2017, 0(3): 93-100. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.017

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  在流体传动系统中,轴向柱塞泵的高噪声成为一个显著弊端,高噪声的噪声源主要来自于柱塞腔压力产生的各种作用力和力矩。首先通过集中参数仿真模型在时域和频域对轴向力和力矩进行分析,然后通过试验测量单点沿x、y和z轴,不同压力和排量等级下以及不同位置的振动特性来分析主要噪声源。对比仿真和试验结果发现:沿x轴力矩产生的振动成为主要噪声源;随着泵压力和排量升高,振动速度频域特性中一次谐波所占比重逐渐增大;对于悬臂安装的泵,距离安装面越远振动情况越剧烈。
• Select
  船用高压共轨重油喷射伺服控制系统的动态特性研究

  康双琦, 俞滨, 孔祥东

  液压与气动. 2017, 0(3): 101-106. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.018

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  针对RT-flex系列二冲程低速柴油机配套燃油喷射系统存在的问题,基于液压伺服控制原理提出一种新型船用高压共轨燃油喷射伺服控制系统,该系统采用液压位置闭环系统控制高压重油喷射系统的动作。根据系统原理,研究了其数学模型,并在AEMSim软件中搭建了考虑两种流体特性的仿真模型。在给定喷射时间内得到了不同压力时的主阀芯位移曲线、喷射压力波动曲线和喷油率曲线,并计算出单次喷射时系统喷油量。仿真结果表明,在喷射时间内高压共轨重油喷射系统动作快速稳定,验证了船用高压共轨重油喷射伺服控制系统的设计是合理可行的。
综合应用
• Select
  可穿戴呼吸测量系统的开发

  林健, 刘涛, 李庆国

  液压与气动. 2017, 0(3): 107-114. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.019

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  针对呼吸类疾病患者的呼吸状态监控需求,设计提出一款可穿戴呼吸测量系统。该系统基于热式流量传感器,可实现呼吸信号的采集,系统可穿戴,易于推广普及;采用基于线性回归的标定算法,可自动识别数据阶次,选择拟合曲线,提高测量精度;验证了测量系统设计方案的可行性,对比了不同方案下传感器的输出结果,并进行实际呼吸测试;提出一套人体呼吸特征参数计算方法,可获得呼吸频率、潮气量等肺容量参数,以利于后续医疗分析。实验表明,该呼吸测量系统可以解决人体呼吸状态的实时监控问题,在呼吸医疗领域有较好的应用前景。
理论研究
• Select
  挤压式伺服能源仿真分析

  成兆义, 韦贯举, 李俊岩, 马晓琛, 李国强

  液压与气动. 2017, 0(3): 115-119. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.03.020

  摘要 ( ) PDF全文 HTML ( ) 可视化 收藏

  挤压式伺服系统采用高压气体挤压油箱油液为伺服作动器提供能源,在建立减压阀仿真模型基础上增加挤压油箱负载模型,模拟挤压能源系统的工作,形成挤压式伺服能源仿真模型。利用AMESim软件对规定流量信号下的挤压能源性能进行了仿真计算,对比分析了不同气垫容积、管路长短和气瓶初始压力等参数下挤压能源的工作性能变化,找出影响挤压能源特性的关键参数,初步探索了挤压式伺服能源系统仿真分析的方法和思路。