2026年, 第50卷, 第1期　刊出日期：2026-01-20

  

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元件分析与优化
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  融合小波变换与多模态大模型的液压泵仿真信号一致性评估

  范亚利, 石健, 韩剑, 方家玥, 司瑾, 周阳

  液压与气动. 2026, 50(1): 1-10. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.01.001

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  数字孪生系统的有效性依赖于虚拟模型与物理实体之间的动态一致性。液压泵作为液压系统的核心动力元件,其压力脉动、振动冲击等运行信号具有强非平稳性,传统基于均方误差或频域统计的一致性评估方法难以有效捕捉瞬态冲击、参数漂移等结构性动态偏差。为此,提出一种融合连续小波变换与多模态大模型的一致性评估方法:采集液压泵仿真与实测信号,构造残差信号与真实噪声信号,通过连续小波变换将其转换为时频图像以凸显动态特征,再利用领域自适应微调后的多模态大模型图像编码器提取深层语义特征,以特征余弦相似度量化一致性。试验结果表明,该方法对非平稳动态响应差异具有显著判别能力,优于传统评估指标,可精准识别内泄漏、轴承磨损等工况下的模型结构性偏差,为液压泵数字孪生模型的验证、优化及工程应用提供可靠支撑。
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  负载敏感多路阀流量动静态特性研究

  韩栋梁, 秦捷, 葛磊, 王波, 郝云晓

  液压与气动. 2026, 50(1): 22-31. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.01.003

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  多路阀是工程机械中分配流量与协调执行器的核心元件,其性能优劣直接关乎主机的操控性。针对现有多路阀存在的流量控制精度不足与多参数耦合问题,以16通径负载敏感多路阀为对象,建立机电液联合仿真模型并试验验证其准确性;重点探究了压力补偿器阀芯液动力、弹簧参数、阻尼孔及负载保持节流边对主阀动静态流量特性的影响规律。研究发现:在静态特性上,补偿器阀芯液动力是导致流量误差的主因,可通过匹配弹簧刚度予以补偿,但刚度补偿不当易引发流量“绕大弯”;在动态特性上,适度增大补偿器阻尼孔直径与弹簧刚度有助于提升流量的动态响应速度;负载保持节流边虽可提升安全性与控制精度,但也会限制通流能力并引入压损,需在设计中权衡利弊。
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  基于熵产理论的组合节流槽滑阀结构优化设计

  张立强, 马园园, 茹常旭, 隆丽蓉, 陈国雪

  液压与气动. 2026, 50(1): 32-42. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.01.004

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  基于熵产理论并结合响应面法,对V+U组合形节流槽滑阀的结构参数进行优化设计,旨在降低液压系统中的能量损失、提升流量控制性能。通过数值模拟分析了不同开度下的熵产分布、速度场与压力场特性,确定以40%开度作为典型工况,采用Plackett-Burma试验筛选出对总熵产影响显著的三个关键影响因素:U形槽长度、V形槽深度和V形槽长度;结合最陡爬坡试验和响应面试验建立了三个影响因素与总熵产和流量增益的回归方程,对影响因素的交互作用进行分析,获得V+U形组合节流槽最优结构参数组合。结果表明:当U形槽长2.417 mm,V形槽长1.899 mm,V形槽深0.916 mm时,总熵产由优化前4590.39 mW/K降至793 mW/K,同时流量增益保持在合理范围内,模型预测误差小于5%。所得结论可为V+U形组合节流槽能量损失研究提供理论参考。
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  升沉补偿绞车用壳动双排柱塞径向马达的设计与输出特性研究

  肖体兵, 曹洋, 张颖, 刘建群

  液压与气动. 2026, 50(1): 43-50. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.01.005

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  为减小重载升沉补偿绞车的体积和转动惯量,提出一种壳动双排柱塞多作用内曲线径向柱塞马达。首先,基于无脉动副角分配方法对马达导轨曲线进行设计;随后,利用Simcenter 3D Motion与AMESim软件构建双马达机械-液压联合仿真模型。仿真结果与理论分析基本吻合,表明马达输出特性符合预期设计目标,同时有效减小了绞车体积和转动惯量。最后,进一步针对相邻马达轴向错位安装角度及柱塞泄漏间隙对输出性能的影响开展仿真分析。相关结论可为升沉补偿绞车的工程设计与优化提供参考。
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  基于响应面法的射流泵有限元仿真结构参数优化

  熊存燕

  液压与气动. 2026, 50(1): 86-95. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.01.009

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  为了增强气动力射流泵吸液性能、提高排水采气效率,以苏里格气田单管射流泵结构组件为研究对象,通过ANSYS建立仿真模型,以泵效作为射流泵性能的评价指标,对气动力射流泵结构参数进行分析。基于响应面法中的Box-Behnken Design设计试验方案,建立以喷嘴直径、喉嘴距、喉管直径及喉管长度为设计变量,以射流泵效率为优化目标的响应面模型,并通过对响应面模型进行泵效方差分析和结构参数相关性分析,确定了各结构参数对效率的影响程度依次为:喷嘴直径>喉管长度>喉管直径>喉嘴距;在优化范围内的最佳结构参数组合为:喷嘴直径d_j为3.3 mm、喉嘴距L_c为4.3 mm、喉管直径d_t为4.7 mm、喉管长度L_k为25.76 mm。对比和分析仿真结果和试验结果,相对误差不大于5%,验证了仿真模型和响应面模型的可靠性和准确性。
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  斜轴式柱塞马达配流盘遮盖度对配流特性的影响

  安高成, 杨晓磊, 张永胜, 唐玲, 柏朝辉, 陈峙

  液压与气动. 2026, 50(1): 96-105. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.01.010

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  为降低斜轴式柱塞马达在高低压切换过程中产生的液压冲击与噪声,以球面配流盘遮盖度为关键优化参数展开研究。基于CFD仿真,系统分析了遮盖度从-0.5°~4°(涵盖负遮盖、零遮盖与正遮盖)对压力和流量脉动及容积效率的影响规律。结果表明:负遮盖度增大会提高过渡过程的平顺性,但会显著降低马达配流容积效率;而正遮盖度增大会在提升配流容积效率的同时加剧柱塞腔压力脉动。通过细化分析2°~3°区间并结合噪声试验验证,确定了马达配流盘最优遮盖度为2.8°。在此遮盖度下,马达柱塞腔压力与流量脉动率显著降低,噪声测试值较优化前降低0.7 dB,实现了低噪声与高效率之间的良好平衡。
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  液压滤芯过滤性能解读精要与技巧

  刘国军, 张雄, 赵书敏, 徐兴隆, 陈梦旭, 金涛

  液压与气动. 2026, 50(1): 106-115. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.01.011

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  液压滤芯过滤性能试验验证是确保主机流体系统污染控制可靠性的重要环节,针对过滤性能解读中长期存在的不全面、不统一的模糊认知问题,以滤芯多次通过试验方法等标准为抓手,围绕试验基本原理、性能概念逻辑及计算方程公式,系统性阐述过滤比、纳污容量和压差之间的内在关系,通过剖析、梳理过滤性能解读实测案例,提出了直观解读、研判解析和深度解密三种由浅入深的解读方法,实现破解报告更多信息、防范人为操纵数据、诠释滤芯性能优劣的目的,为业内同行提高解读技巧能力提供有益参考。
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  隔爆型双喷嘴挡板电液伺服阀稳定性分析与改进

  辜晶晶, 陈韵同, 贺建华, 郭建伟, 高亚东, 许路

  液压与气动. 2026, 50(1): 116-123. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.01.012

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  针对隔爆型双喷嘴挡板电液伺服阀在带载工况下出现的抖动问题,建立包含力矩马达、先导级与功率级的系统数学模型。基于劳斯-赫尔维茨稳定性判据,理论分析影响系统稳定性的关键参数。结果表明:隔爆结构导致衔铁回转中心至喷嘴的距离增大,是系统稳定裕度下降并引发抖动的根本原因;合理减小喷嘴孔径可有效提升稳定性。带载试验验证,喷嘴直径减小35%后,系统抖动现象消除,运动平稳性显著改善。研究明确了隔爆伺服阀稳定性的关键影响因素,为其参数设计提供了理论依据。
系统设计与研究
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  一种位置平滑且速度抗饱和的襟翼控制方法

  邱岳恒, 李来福, 郑久寿, 孙军帅

  液压与气动. 2026, 50(1): 11-21. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.01.002

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  针对襟翼系统快速响应时速度环易超调,导致系统稳定性、寿命降低等问题,提出了一种“速度环自适应控制,位置环平滑规划”的复合控制方法。首先,在深入分析襟翼系统各组件工作原理的基础上,构建了系统动力学模型;其次,为了精确表征实际运行环境下的系统动态特性,推导并建立了系统加载环境的理论数学模型;最后,以保证系统稳定性和减小启动超调为目标,在速度环内对比分析了传统PID控制与复合控制方法的动态性能,并基于系统性能指标要求,在空载和加载工况下对复合控制方法的位置环性能进行了全面验证。仿真结果表明,相较于传统PID控制,所提方法能有效减小启动超调、抑制振荡,在满足系统快速性的基础上,提高了系统稳定性。
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  融合强化学习的无模型自适应控制末端执行器恒力控制

  凌泽懿, 张树忠, 唐一文, 周杰, 赵卫

  液压与气动. 2026, 50(1): 51-60. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.01.006

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  针对气动打磨系统中存在的非线性强、扰动敏感与建模困难等问题,提出一种基于强化学习双延迟深度确定性策略梯度的无模型自适应控制策略:双延迟深度确定性策略梯度无模型自适应控制,在MATLAB/Simulink中构建了气动加载系统模型,设计所提出的控制策略控制架构,并定义其状态-动作与复合奖励函数,开展四种工况的仿真研究。仿真结果表明,所提出的控制策略控制效果最优。在恒力加载下,该控制策略无明显超调、调整时间为0.94 s;在干扰加载中,两次扰动的最大偏差分别为3.0 N和3.2 N;在正弦力加载中,该控制策略输出更贴近目标曲线,误差为0.16 N;在变角度加载中,该控制策略误差减小0.4 N。综上,所提出的控制策略在复杂非线性气动系统中表现出更高的控制精度、响应速度与鲁棒性,具有良好的工程应用价值。
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  液压反推作动系统运动性能的试验与数值模拟

  田杨涛, 袁杰, 王文山

  液压与气动. 2026, 50(1): 61-72. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.01.007

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  液压反推作动系统作为反推系统的重要组成部分,用于控制反推装置的展开/收起,在飞机着陆时产生反推力以此来降低飞机滑行速度。为了深入研究系统的运动特性及状态,采用试验测试方法对液压反推作动系统不同工况下的展开/收起运动特性以及承受不同外力和不同环境温度下的性能变化进行研究。基于试验边界条件,对液压反推作动系统开展数值仿真研究,包括仿真工具选择、模型建立、参数设置等。研究结果表明,在设计工况下,液压反推作动系统均可在2 s内展开、3 s内收起;系统在展开运动末尾处,可削弱作动器的激烈撞击效应,速度降至150 mm/s以下;不同步外力严重影响系统展开和收起的同步运动精度,外力越大,同步运动精度越差;当改变液压油压力和温度时,系统运动性能偏离设计状态,升高压力和温度,有效缩短展开运行时间;除不同外力(大于1500 N)工况,该系统仿真模型与试验测试结果一致性较好,可作为系统运行评估的有效工具。
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  基于改进自抗扰控制的艾草收获滚筒转速稳定控制研究

  李奕, 张开, 陈俊男, 胡新宇

  液压与气动. 2026, 50(1): 73-85. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.01.008

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  为解决艾草收获机弹齿滚筒在作业过程中因负载扰动引起的转速不稳定问题,提出了一种基于改进自抗扰控制的滚筒转速稳定控制策略。建立了滚筒负载数学模型,分析了负载扰动对液压系统动态特性的影响规律。为提高比例阀在复杂工况下的响应平滑性与抗扰能力,在传统自抗扰控制算法的扩张状态观测器中引入平滑非线性函数shfal,改善了原fal函数在原点处的不光滑性,实现了对扰动的连续估计与补偿。通过AMESim-MATLAB联合仿真验证,改进自抗扰控制策略,在稳态、正弦及突变负载条件下均具有较快的响应速度、更高的稳态精度和更强的抗扰性能。田间试验进一步表明,该控制策略能够显著改善脱叶效果,提高脱净率,降低含杂率与破损率,验证了其在实际作业条件下的工程可用性。研究表明,该方法能有效抑制滚筒转速波动,提升系统稳定性与作业质量,为艾草收获机液压控制系统的优化设计提供了可行方案与理论依据。
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  航空发动机喷口伺服作动系统稳定性研究

  贺涛, 李鹏伟, 袁杰, 宋佳乐

  液压与气动. 2026, 50(1): 124-132. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.01.013

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  在航空发动机全权限数字控制系统中,液压伺服作动器作为推力矢量控制的核心执行机构,用于调节推力方向、大小及动态特性。为提高发动机任务可靠性,创新性采用集成式高速电磁阀构建脉宽调制平衡占空比控制架构,提升系统兼容性与抗污染能力,同时实现了低成本设计目标。然而,由于高速电磁阀控制为非线性输出,导致系统稳定性欠佳。针对这一问题,深入探究高速电磁阀脉宽调制平衡占空比控制策略,旨在增强系统兼容性,降低系统液压特性变化对系统的影响。运用AMESim 建模仿真平台,构建了基于高速电磁阀控制的双闭环液压作动系统模型;基于该系统模型,对50%±5%的脉宽调制平衡占空比信号工况下的系统稳定开展仿真分析。仿真结果表明,增加液压阻尼可有效降低非线性输出引起的系统波动;合理设置节流可减小流量调节增益,从而降低了外部因素变化对系统的影响,这些研究成果为产品研制及样机开发提供了重要理论依据和技术支撑。