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基于BO-RF回归预测的海水柱塞泵配流阀结构参数优化研究

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机电工程 2024年

作者：周广金国凯孙杰黄晓明山东大学机械工程学院山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室山东航空学院机电工程学院

海水柱塞泵采用阀配流方式可以提高其密封性能，保证其具有较高的输出压力。针对配流阀结构参数设计不合理，导致阀芯运动滞后和容积效率降低的问题，提出了一种贝叶斯优化（BO）与随机森林算法（RF）相结合的海水柱塞泵配流阀结构参数... 详细信息

海水柱塞泵采用阀配流方式可以提高其密封性能，保证其具有较高的输出压力。针对配流阀结构参数设计不合理，导致阀芯运动滞后和容积效率降低的问题，提出了一种贝叶斯优化（BO）与随机森林算法（RF）相结合的海水柱塞泵配流阀结构参数优化方法。首先，利用AMESim软件搭建了海水泵液压系统仿真模型，利用试验验证了仿真模型的准确性，分别分析了吸、排液阀的弹簧刚度、弹簧预紧力、阀芯质量对阀芯滞后以及容积效率的影响；然后，基于仿真获得的配流阀结构参数与对应输出流量的数据，对比分析了贝叶斯优化随机森林（BO-RF）模型、粒子群优化随机森林（PSO-RF）模型、反向传播神经网络（BPNN）模型和随机森林（RF）模型的回归预测结果，以BO-RF模型为回归预测模型，利用遗传算法优化了配流阀结构参数，并获得了结构参数最优解；最后，对优化后的配流阀结构参数进行了仿真分析。研究结果表明：吸、排液阀的弹簧刚度、弹簧预紧力增大能够减小阀芯滞后，提高容积效率，参数增大到临界值后，容积效率会随参数增大而降低；吸、排液阀的阀芯质量增大会增大阀芯滞后，减小容积效率；BO-RF模型的均方根误差（RMSE）、平均绝对百分比误差（MAPE）、决定系数(R2)均优于RF、PSO-RF和BPNN模型，其回归预测准确度更高；对于优化后的结果进行仿真可得：容积效率较原结构提高了4.7%。该模型适用于配流阀结构参数预测和优化问题，可为提高柱塞泵容积效率提供参考。

关键词：三柱塞曲柄连杆式高压海水柱塞泵容积效率降低阀芯运动滞后贝叶斯优化随机森林回归预测模型粒子群优化随机森林弹簧刚度和预紧力阀芯质量

基于AMESim的比例溢流阀加载系统建模与分析

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机床与液压 2015年第4期43卷 83-85页

作者：董自安崔儒飞蒙杨超肖泽桦长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064

设计了比例溢流阀加载系统,分析了系统的工作原理,运用AMESim建立了系统的仿真模型,然后通过改变主阀芯和先导阀芯的质量以及主阀芯的黏性阻尼系数,研究各参数对加载系统动态特性的影响,为比例溢流阀加载系统的设计提供了参考。

关键词：比例溢流阀加载系统阀芯质量黏性阻尼系数

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二通插装型液控系统设计及激振频率特性分析

机械设计与研究 2024年第4期40卷 241-244页

作者：田亚丁卢志勇朱运晓李峰新乡职业技术学院智能制造学院河南新乡453006 郑州机电工程学校机电工程部郑州450121 河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454003

换向阀的动作效率对挖掘机液压系统运行稳定性影响很大。为了解决传统电液伺服激振阀低频宽的问题,设计了一种结合先导阀与二通插装阀的插装型液控系统,并建立了激振频率评估模型,开展了仿真分析和实验验证。研究结果表明:当节流孔径保... 详细信息

换向阀的动作效率对挖掘机液压系统运行稳定性影响很大。为了解决传统电液伺服激振阀低频宽的问题,设计了一种结合先导阀与二通插装阀的插装型液控系统,并建立了激振频率评估模型,开展了仿真分析和实验验证。研究结果表明:当节流孔径保持5 mm时,获得相对稳定的换向行程。随着节流孔直径的改变,激振频率也出现了明显变化。减小面积比后,阀芯质量也随之升高,造成换向频率下降。逐渐增大系统压力或提高节流孔直径,换向频率也随之升高,可见选取合适系统压力和节流孔尺寸来实现激振频率的控制功能。实验验证了仿真的准确性,实验过程中测试获得了更低激振频率,这是受到油液惯性的影响所导致。该研究有助于提高挖掘机节能效率,具有很好的推广价值。

关键词：激振系统二通插装阀振动特性换向频率阀芯质量

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电液比例减压阀频响特性仿真与试验研究

电液比例减压阀频响特性仿真与试验研究

作者：姚佳湖南科技大学

学位级别：硕士

针对目前工业对高频响电液比例减压阀的需求,本文以一种直动式三通电液比例减压阀为研究对象,主要进行了稳态和动态频响特性仿真与试验研究。通过直动式三通比例减压阀的结构分析,建立了比例减压阀的传递函数,分析得出出口受控容腔体积... 详细信息

针对目前工业对高频响电液比例减压阀的需求,本文以一种直动式三通电液比例减压阀为研究对象,主要进行了稳态和动态频响特性仿真与试验研究。通过直动式三通比例减压阀的结构分析,建立了比例减压阀的传递函数,分析得出出口受控容腔体积和阀芯质量对动态频响特性有影响。仿真研究了直动式三通电液比例减压阀的动态特性,建立了动态数学模型,以正弦信号为输入,出口压力为响应,建立了比例减压阀的SIMULINK仿真模型,得出合理减小阀芯质量和出口受控容腔的体积可使比例减压阀得到高的响应频率。改造了模块式液压阀试验系统,运用C语言编写了压力控制和数据采集程序。对不同出口容腔体积时的频率响应特性进行了试验,分析了试验结果与仿真结果产生差别的原因。得出文中对比例减压阀建模方法和仿真模型是准确、可靠的,为工程上需要高频响比例减压阀提供了设计依据。

关键词：直动式三通电液比例减压阀频响特性阀芯质量出口受控容腔体积

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影响航空优先阀工作性能的结构参数分析

航空工程进展 2024年

作者：时洪宇孔子淇严飞云王晓伟王战玺陕西飞机工业有限责任公司设计研究院西北工业大学机电学院

航空优先阀广泛应用于飞机液压系统中的类顺序阀门，可以在负载端因需求流量的增加而导致压力骤降时优先为关键的飞控系统提供液压力。目前，优先阀具体结构参数的优化集中于弹簧刚度和阻尼孔大小两个方面，且试验验证结果不甚理想。对... 详细信息

航空优先阀广泛应用于飞机液压系统中的类顺序阀门，可以在负载端因需求流量的增加而导致压力骤降时优先为关键的飞控系统提供液压力。目前，优先阀具体结构参数的优化集中于弹簧刚度和阻尼孔大小两个方面，且试验验证结果不甚理想。对某型优先阀工作过程和产生震颤的原因进行分析，采用液压流体仿真的方法对既有设计的优先阀进行仿真优化，主要聚焦于阀芯质量、液压力受力面积两方面，研究变化参数对优先阀动态工作性能的影响。结果表明：主阀芯质量的减少能够降低主阀芯在补压阶段的振幅；主阀座孔直径越小，负载端的压力值越高，补压性能越好，振动幅度越小；主阀座质量的增加降低了补压阶段主阀芯的振幅。

关键词：优先阀仿真阀芯质量受力面积动态特性