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气压位置控制系统研究现状及展望

机械工程学报 2003年第12期39卷 10-16页

作者：王祖温杨庆俊哈尔滨工业大学机电学院哈尔滨150001

回顾了气压位置控制系统的研究历史,总结了在基本特性研究、控制阀开发和控制策略研究方面的工作。研究工作表明:气体通过阀口和管道的流动复杂、缸内热力过程为指数变化的多变过程、摩擦力与系统运动速度、驱动压力和背压有关。在开发... 详细信息

回顾了气压位置控制系统的研究历史,总结了在基本特性研究、控制阀开发和控制策略研究方面的工作。研究工作表明:气体通过阀口和管道的流动复杂、缸内热力过程为指数变化的多变过程、摩擦力与系统运动速度、驱动压力和背压有关。在开发了相关控制阀后,进行了针对系统的各种特性的控制策略的研究,如针对非线性的非线性补偿措施、针对摩擦力的振颤补偿、针对模型误差的鲁棒设计和针对开关阀系统的同向PWM设计等,效果明显。研究工作使得气压位置控制系统已具有良好的性能,能满足工业生产的需要。

关键词：气压位置控制系统基本特性控制策略研究进展控制阀气压传动技术

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车辆用内控可调速的液压优先阀设计

哈尔滨工业大学学报 2023年第12期55卷 134-140页

作者：杨尚儒刘宇袁钲博柳虎姜宏暄杨庆俊哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001 中国北方车辆研究所北京100072

常规的液压优先阀在工作负载流量突变时,阀的动态响应存在一定的滞后现象,阀芯开启和关闭的响应速度均较慢,受限于保证压力稳定性和开启的响应速度在设计范围内,固定阻尼孔的设计尺寸较小,使得工况切换时,阀芯关闭速度慢,流经阻尼孔的... 详细信息

常规的液压优先阀在工作负载流量突变时,阀的动态响应存在一定的滞后现象,阀芯开启和关闭的响应速度均较慢,受限于保证压力稳定性和开启的响应速度在设计范围内,固定阻尼孔的设计尺寸较小,使得工况切换时,阀芯关闭速度慢,流经阻尼孔的补充油液流量小,无法满足系统快速补油的需求。为解决上述问题,在液压优先阀的主阀阀芯内部设计并集成了一个速度调节微阀,该微阀利用不同油液流动方向下阻尼孔不同的原理调节主阀的启闭响应速度,实现阀芯的缓开快关,根据阀内动力学方程,利用仿真对设计的微阀进行建模和优化,确定了最佳匹配参数并初步证明了设计的有效性。实验结果表明:通过合理匹配阻尼孔过流面积,当转向或换挡回路急需大流量时,速度调节微阀能够加快主阀的关闭速度,及时将辅路油液补充到主路,集成微阀相比传统主阀芯采用固定阻尼孔时的关闭速度提升了1倍;当转向或换挡完成后,速度调节阀能够实现主阀的开启速度比关闭速度慢,抑制压力冲击。速度调节微阀的设计解决了优先阀切换时主阀芯关闭速度慢的问题,有助于辅泵快速向主泵补油,满足系统工况改变的大流量需求,提升了系统的响应速度。

关键词：液压优先阀速度可调先导式溢流阀内控式换挡和转向

基于负载口独立的液压式波浪能转换器捕获性能研究

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机械工程学报 2023年

作者：刘常海赵志学胡敏燕浩杨庆俊包钢曾亿山合肥工业大学机械工程学院哈尔滨工业大学机电工程学院浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室

为提高液压式波浪能转换装置的运行特性，提出一种基于负载口独立的液压式波浪能提能系统。以筏式波浪能转换装置为例，建立浮子水动力模型和非线性液压提能系统数学模型，结合实际海域波浪的特点，在不规则波下对其动力响应进行研究，... 详细信息

为提高液压式波浪能转换装置的运行特性，提出一种基于负载口独立的液压式波浪能提能系统。以筏式波浪能转换装置为例，建立浮子水动力模型和非线性液压提能系统数学模型，结合实际海域波浪的特点，在不规则波下对其动力响应进行研究，探究不规则波浪参数和液压提能系统参数对装置捕获性能的影响规律。结果表明，基于负载口独立的液压式波浪能提能系统，可较大程度地提高装置的捕获性能；在同一峰值波浪周期下，有义波高越大装置的捕获宽度比越大；在同一有义波高下，随着峰值波浪周期的增大，捕获宽度比先增大后减小；随着液压缸活塞面积、液压缸铰接距离和发电机等效阻尼系数的增大，捕获宽度比增大；随着液压缸活塞杆面积与活塞面积比、液压马达排量的增大，捕获宽度比减小；高压蓄能器预充气压力对捕获宽度比几乎无影响，高压蓄能器初始体积越大，捕获宽度比略减小。

关键词：负载口独立液压系统波浪能提能系统捕获性能

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新型高刚度静压气体球轴承的静态特性

吉林大学学报（工学版） 2010年第6期40卷 1599-1603页

作者：任迪王祖温包钢杨庆俊哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001 大连海事大学交通与物流工程学院辽宁大连116026

提出了一种新型的气体球轴承结构,其球头尺寸大于球窝尺寸,称为过盈型静压气体球轴承。采用三维有限体积法对此类球轴承的静态特性进行了计算分析,并与传统的间隙型和跑合型静压气体球轴承进行了对比,表明本文提出的过盈型静压气体球轴... 详细信息

提出了一种新型的气体球轴承结构,其球头尺寸大于球窝尺寸,称为过盈型静压气体球轴承。采用三维有限体积法对此类球轴承的静态特性进行了计算分析,并与传统的间隙型和跑合型静压气体球轴承进行了对比,表明本文提出的过盈型静压气体球轴承在承载力和静态刚度方面均有显著优势。

关键词：机械制造自动化过盈型静压气体球轴承静态特性有限体积法

气动系统元件结构参数对系统结露的影响的研究

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机械工程学报 2004年第4期40卷 40-43,49页

作者：金英子杨庆俊浙江工程学院机械与控制学院杭州310033 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150030

气动系统的结露严重影响系统的性能和寿命,正确判别和预防系统的结露是工程实际面临的难题。气动系统的结露和很多因素有关,至今为止没有完善的、简便的判别方法。对1000多种由不同容积的容器和管路组成的气动系统进行了试验研究,提出... 详细信息

气动系统的结露严重影响系统的性能和寿命,正确判别和预防系统的结露是工程实际面临的难题。气动系统的结露和很多因素有关,至今为止没有完善的、简便的判别方法。对1000多种由不同容积的容器和管路组成的气动系统进行了试验研究,提出元件结构参数中影响气动系统结露的主要参数为容器容积V、放气管过流面积A和长度l。引进放气管量纲一的体积和容器出口处量纲一的有效过流面积,对试验结果进行研究的结果表明,放气管量纲一的体积可作为系统是否发生结露和发生何种结露的判据,十分简便易用。以量纲一的体积为横轴,外部结露系统、不结露系统和内部结露系统从左到右依次排列。外部结露区、不结露区和内部结露区的临界点数值与运行条件有关,而与气动元件结构参数无关。

关键词：气动系统气动元件结露结构参数量纲分析

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气动充放气系统外部结露机理及试验研究

机械工程学报 2010年第16期46卷 182-188页

作者：朱冬杨庆俊包钢哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

以典型气动充放气系统为研究对象对外部结露进行研究,分析外部结露的发生机理并提出判别方法,当元件表面平衡温度低于环境露点温度时,结露就会发生,反之则不发生。在恒温恒湿环境中进行负载举升的充放气试验,对元件表面温度进行测量,并... 详细信息

以典型气动充放气系统为研究对象对外部结露进行研究,分析外部结露的发生机理并提出判别方法,当元件表面平衡温度低于环境露点温度时,结露就会发生,反之则不发生。在恒温恒湿环境中进行负载举升的充放气试验,对元件表面温度进行测量,并对外部结露的发生部位、结露过程进行观测和分析。试验表明,有杆腔侧元件表面温度降低并出现结露,无杆腔侧元件温度升高无结露出现;外部结露在开始阶段是细小的珠状凝结并不断长大,最后形成膜状凝结,并在重力作用下形成水滴沿壁面流下。对影响结露的因素进行研究。在各种因素中,环境湿度越大、负载越大及充放气周期越短,结露越严重。结露一般会在若干分钟内就会出现,应该采取必要的防护措施,以避免外部结露的发生。

关键词：气动系统外部结露判别方法凝结影响因素

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气动充放气系统二维非定常流场数值模拟

中南大学学报（自然科学版） 2011年第6期42卷 1663-1668页

作者：朱冬杨庆俊包钢哈尔滨工业大学气动技术中心黑龙江哈尔滨150001

以典型气动系统为研究对象,考虑系统内部气体、元件和环境空气之间的耦合传热,将系统内部流场、元件和外部空气作为整体进行研究,建立气动充放气系统的二维模型,采用湍流k-ε两方程模型,利用有限体积法(FVM)和动网格技术对充放气过程进... 详细信息

以典型气动系统为研究对象,考虑系统内部气体、元件和环境空气之间的耦合传热,将系统内部流场、元件和外部空气作为整体进行研究,建立气动充放气系统的二维模型,采用湍流k-ε两方程模型,利用有限体积法(FVM)和动网格技术对充放气过程进行计算,得到系统内气体状态参数。在充放气过程中,气体速度最大值出现在放气管出口处,可达到超声速范围;气缸中温度梯度主要存在于内壁面处。在系统元件中,进气节流口壁面温度的上升幅度最大,放气节流口壁面及紧邻的气管壁面温度降幅最大。通过试验验证本方法的可行性,为非定常流场的计算和分析提供参考。

关键词：气动系统充放气非定常流有限体积法

基于反馈线性化的气压伺服系统非线性H_∞控制

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南京理工大学学报 2002年第1期26卷 52-56页

作者：杨庆俊王祖温路建萍南京理工大学机械工程学院南京210094 哈尔滨工业大学机电学院哈尔滨150001

该文将基于直接反馈线性化的非线性H∞ 控制策略应用于气压伺服系统。一方面 ,引入反馈线性化把具有强非线性的气压伺服系统转化为伪线性系统 ,从而可利用线性系统理论进行控制器设计 ;另一方面 ,引入H∞ 控制 ,处理由于模型不准确 ,运... 详细信息

该文将基于直接反馈线性化的非线性H∞ 控制策略应用于气压伺服系统。一方面 ,引入反馈线性化把具有强非线性的气压伺服系统转化为伪线性系统 ,从而可利用线性系统理论进行控制器设计 ;另一方面 ,引入H∞ 控制 ,处理由于模型不准确 ,运行参数的摄动等引起的鲁棒性问题。这使得对于气压伺服系统能够按照一定的性能指标来设计控制器。

关键词：气压伺服系统非线性鲁棒控制性能指标干扰抑制直接反馈线性化

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气动系统外部结露的机理与判别

西安交通大学学报 2011年第1期45卷 89-93页

作者：朱冬杨庆俊包钢哈尔滨工业大学SMC气动技术中心哈尔滨150080

通过分析、研究气动充放气系统外部结露的发生机理,提出了一种快捷的结露判别方法.当元件表面的平衡温度达到或低于环境露点,系统将发生外部结露,反之则不会发生结露.据此机理的判别方法是:假设系统元件的初始温度为环境露点温度,在考... 详细信息

通过分析、研究气动充放气系统外部结露的发生机理,提出了一种快捷的结露判别方法.当元件表面的平衡温度达到或低于环境露点,系统将发生外部结露,反之则不会发生结露.据此机理的判别方法是:假设系统元件的初始温度为环境露点温度,在考虑系统内部气体、元件及外部空气之间的耦合传热的同时来比较若干个充放气周期结束时元件表面周期温度的变化趋势,如果元件表面周期温度逐渐升高,则系统不会发生外部结露,反之系统将发生外部结露.在气动充放气系统的二维轴对称模型中进行了数值模拟,结果表明所提方法可快速准确地判断出系统的结露情况.

关键词：气动系统充放气外部结露判别