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基于机电液联合仿真的铁钻工柔顺控制研究

机床与液压 2024年第19期 124-129页

作者：张凯戈刘延俊薛钢石振杰殷颂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大学海洋研究院重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室

铁钻工在运行过程中存在较大的负载扰动，且特定工况下需要实现力控制，控制精度达不到期望要求，容易造成管道损坏。对此，采用阻抗控制方法控制铁钻工的运动，研究液压缸的位移与力跟踪性能。通过建立铁钻工机构运动简图，并利用解析... 详细信息

铁钻工在运行过程中存在较大的负载扰动，且特定工况下需要实现力控制，控制精度达不到期望要求，容易造成管道损坏。对此，采用阻抗控制方法控制铁钻工的运动，研究液压缸的位移与力跟踪性能。通过建立铁钻工机构运动简图，并利用解析法求得正逆运动学方程。为了提高运动轨迹柔顺性，采用五次多项式插值方法对铁钻工进行运动轨迹规划。设计阻抗控制方法，内环通过PID控制器进行位置控制，外环控制力。通过AMESim和Simulink分别建立铁钻工动力学模型、液压系统模型及阻抗控制模型，通过联合仿真模拟铁钻工运行过程。结果表明：铁钻工在未与环境接触工况下及环境接触工况下均具有良好的位置控制精度，与不采用阻抗控制器相比力跟踪精度提高了42.4%。

关键词：铁钻工柔顺控制机电液联合仿真轨迹规划阻抗控制 PID控制器

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3-(PRRPR)RC调姿隔振平台机构学建模与振动特性分析

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农业机械学报 2024年

作者：耿明超崔铁征周敬钧李二伟李润涛赵铁石河北建筑工程学院机械工程学院燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室中国兵器工业集团内蒙古第一机械集团有限公司

针对载体仪器设备调姿隔振的双重需求，提出了一种3-(PRRPR)RC调姿隔振平台新构型。机构主要由3个分支组成，分支中大行程作动器和被动隔振单元以闭环子链的形式存在。被动隔振时，假定作动器瞬时锁定，采用等效运动旋量描述闭环子链，... 详细信息

针对载体仪器设备调姿隔振的双重需求，提出了一种3-(PRRPR)RC调姿隔振平台新构型。机构主要由3个分支组成，分支中大行程作动器和被动隔振单元以闭环子链的形式存在。被动隔振时，假定作动器瞬时锁定，采用等效运动旋量描述闭环子链，将调姿隔振平台瞬时等效为3-■并联机构。基于旋量代数及QR分解，推导了调姿隔振平台被动隔振模式下动平台及分支杆件的一、二阶影响系数。基于动力学模型，推导了基础受到简谐运动激励时调姿隔振平台运动微分方程，采用振型叠加法对其振动响应进行求解，并给出了相应的数值算例。设计了调姿隔振平台原理样机，搭建了实验系统，并进行了x、y和z轴方向的隔振实验。数值算例与实验结果表明，在3个方向原理样机振动传递率均低于55%，即隔离了45%以上的振动，验证了所设计的并联平台被动隔振的有效性。

关键词：调姿隔振平台并联机构运动学动力学振动

正流量控制挖掘机泵阀响应特性及匹配优化研究

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机床与液压 2024年第10期52卷 38-42页

作者：石运序岳宗曙黄伟迪隋曦王云龙徐尚武烟台大学机电汽车工程学院山东烟台264005 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 烟台兴业机械股份有限公司山东烟台264117 烟台艾迪液压科技有限公司山东烟台265503

以正流量控制挖掘机液压系统为研究对象,建立主泵排量调节系统与多路换向系统数学模型,搭建其AMESim仿真模型,探究铲斗联主阀开启过程中泵阀系统响应特性。针对铲斗主阀开启过程阀口流量和压力波动过大、速度响应匹配不当等问题,提出降... 详细信息

以正流量控制挖掘机液压系统为研究对象,建立主泵排量调节系统与多路换向系统数学模型,搭建其AMESim仿真模型,探究铲斗联主阀开启过程中泵阀系统响应特性。针对铲斗主阀开启过程阀口流量和压力波动过大、速度响应匹配不当等问题,提出降低先导压力与泵排量比例系数k和优化节流槽特征参数的正控泵与阀控系统响应匹配优化方案,并通过试验验证优化方案的有效性。结果表明:优化后阀芯在开启阶段的流量波动幅值和压力波动显著降低,流量波动幅值降低了18.19%,压力波动峰值降低了2.8 MPa。

关键词：正流量控制响应特性匹配优化

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双排平衡式盘配流径向柱塞泵的设计与仿真

黑龙江工业学院学报（综合版） 2024年第5期24卷 125-133页

作者：李会强孟利民袁荫武安徽理工大学机电工程学院安徽淮南232001 流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310000

柱塞泵是液压系统的主要动力元件。针对单排径向柱塞泵工作时存在主轴径向力的受力不平衡问题,提出了一种双排转子-定子交错布置的平衡式盘配流新型径向柱塞泵结构。基于双排平衡式盘配流径向柱塞泵的工作原理,建立AMESim仿真模型,通过... 详细信息

柱塞泵是液压系统的主要动力元件。针对单排径向柱塞泵工作时存在主轴径向力的受力不平衡问题,提出了一种双排转子-定子交错布置的平衡式盘配流新型径向柱塞泵结构。基于双排平衡式盘配流径向柱塞泵的工作原理,建立AMESim仿真模型,通过仿真分析其流量特性,确定选用双排九柱塞径向柱塞泵进行研究,分析柱塞泵系统压力、柱塞直径以及排角(两排相邻柱塞之间夹角)对主轴所受径向力的影响规律及影响机理。结果表明,系统压力和柱塞直径的变化,对径向力幅值影响较小,但会出现径向力突变,造成主轴变形;随着排角的增大,主轴所受径向力的突变频率和瞬时突变幅值会降低,逐渐趋于光滑曲线。

关键词：径向柱塞泵 AMESim仿真径向力流量特性

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轴向柱塞泵变量机构的建模与仿真研究

自动化应用 2024年第6期65卷 126-128页

作者：许顺海周小磊洪昊岑杨光郭军华任中永中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室浙江杭州310027 盾构及掘进技术国家重点实验室河南郑州450001 郑州机械研究所有限公司河南郑州450001

针对重载大排量轴向柱塞泵的变量机构设计问题,以A4VSG750-HD型轴向柱塞泵为例,采用AMESIM软件实现了其变量机构的建模,通过分析先导控制阀与变量机构的力传递特性,对其变量特性进行了仿真分析。与传统的基于结构的建模方法相比,该方法... 详细信息

针对重载大排量轴向柱塞泵的变量机构设计问题,以A4VSG750-HD型轴向柱塞泵为例,采用AMESIM软件实现了其变量机构的建模,通过分析先导控制阀与变量机构的力传递特性,对其变量特性进行了仿真分析。与传统的基于结构的建模方法相比,该方法简化了变量机构的模型,仿真结果准确。

关键词：轴向柱塞泵控制阀力传递

轮轨激励对高速列车轴装制动盘热-机耦合疲劳分析

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机械工程学报 2024年第4期60卷 409-419页

作者：朱海燕黎洁肖乾陈道云华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室南昌330013 华东交通大学机电与车辆工程学院南昌330013

为研究轮轨激励对高速列车轴装制动盘热-机耦合疲劳影响,建立高速列车制动盘动力学模型和三维瞬态热-机耦合有限元模型,对紧急制动工况下轴装制动盘振动特性和热-机耦合特性进行计算分析。结果表明,高速列车制动盘在垂向上的振动加速度... 详细信息

为研究轮轨激励对高速列车轴装制动盘热-机耦合疲劳影响,建立高速列车制动盘动力学模型和三维瞬态热-机耦合有限元模型,对紧急制动工况下轴装制动盘振动特性和热-机耦合特性进行计算分析。结果表明,高速列车制动盘在垂向上的振动加速度值最大,横向上最小,且振动形式以制动抖动为主,在0~100 Hz范围抖动最剧烈;与无轮轨激励工况相比,有轮轨激励的轴装制动盘表面温度升高得既快又高,在散热时,温度下降也更快;摩擦面总体呈现三个环状温度分布,在摩擦半径中心处制动盘表面温度比两侧温度高,在三个不同的摩擦半径上,温度呈现梯度分布;有、无轮轨激励工况下制动盘表面的疲劳损伤和疲劳寿命的分布云图与制动盘表面的温度场分布情况基本一致,且热应力越大制动盘表面的疲劳损伤越严重,疲劳寿命越短。

关键词：轮轨激励振动热机耦合制动盘热疲劳损伤

基于磁-固-路双向耦合的电机电磁振动分析方法

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机械工程学报 2024年第11期60卷 156-168页

作者：徐晨期祝长生浙江大学电气工程学院杭州310027

电机的电磁振动是由电机的电磁场与结构场之间的相互作用产生的,研究电机的电磁振动就必须考虑这种磁-固双向耦合的影响。结合电机驱动与控制系统,提出了一种磁-固-路双向耦合的电机电磁振动分析方法。首先建立了电机转子及定子在磁-固... 详细信息

电机的电磁振动是由电机的电磁场与结构场之间的相互作用产生的,研究电机的电磁振动就必须考虑这种磁-固双向耦合的影响。结合电机驱动与控制系统,提出了一种磁-固-路双向耦合的电机电磁振动分析方法。首先建立了电机转子及定子在磁-固双向耦合条件下的动力学模型,基于场路耦合方程建立了电机驱动与控制系统和电磁场之间的联系。然后提出了电机电磁振动的磁-固-路双向耦合循环迭代方法,分析了多场路双向耦合分析中需要解决的关键问题。接着提出了一种多场耦合分析的节点标记方法,实现了电机电磁场与结构场间数据的快速、准确传递和交换。最后以一台1 MW-4极72槽永磁同步电机为例,进行了电机振动的分析及试验测试,对电机电磁振动磁-固-路双向耦合循环迭代分析方法的可行性和准确性进行了验证。结果表明,提出的节点标记及磁-固-路双向耦合循环迭代分析方法能够实现不同场网格节点间信息的准确传递,能考虑转子偏心、结构、轴承、驱动及控制系统等对电机电磁振动特性的影响,为精确预测电机的电磁振动和噪声提供了一种可行的方法。

关键词：电机电磁振动磁-固双向耦合场路耦合

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喷水引纬机构动态特性对自由射流的影响

毛纺科技 2024年第1期52卷 85-90页

作者：袁汝旺孙英栋天津工业大学机械工程学院天津300387 天津工业大学天津市现代机电装备重点实验室天津300387

为适应不同喷水引纬织机幅宽的需求,基于伯努利与液体连续性原理建立喷水引纬机构动力学模型,喷嘴自由射流初始段最大距离与纬纱所受射流牵引力的数值模型,分析其动态特性并通过弹簧刚度系数确定凸轮系统最低转速,探讨不同弹簧刚度系数... 详细信息

为适应不同喷水引纬织机幅宽的需求,基于伯努利与液体连续性原理建立喷水引纬机构动力学模型,喷嘴自由射流初始段最大距离与纬纱所受射流牵引力的数值模型,分析其动态特性并通过弹簧刚度系数确定凸轮系统最低转速,探讨不同弹簧刚度系数与弹簧最大压缩量条件下机构动态特性对柱塞运动周期、射流最大速度、雷诺数、射流初始段最大距离、纬纱所受射流牵引力的影响;仿真结果表明:弹簧刚度系数增大时,柱塞运动周期变小,对应的凸轮系统最低转速变大,当弹簧最大压缩量取0.029 m,弹簧刚度系数取40 000、50 000、60 000 N/m时,水射流速度最大值为62.19、69.85、78.99 m/s,射流初始段最大距离为937、1 000、1 074 mm,纬纱所受水射流牵引力为5.37、6.44、7.28 N;而弹簧最大压缩量对上述变量的影响幅度很小,故在大幅宽织机需求下应首要考虑使用更大刚度系数的弹簧。

关键词：喷水织机引纬机构动力学动态特性自由射流

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智能电动汽车线控制动关键技术与研究进展

机械工程学报 2024年第10期60卷 339-365页

作者：张奇祥王金湘张伊晗张荣林靳立强殷国栋东南大学机械工程学院南京211189 曼彻斯特大学机械航空航天和土木工程学院英国曼彻斯特M139PL 浙江亚太机电股份有限公司智能汽车控制系统研究院杭州311200 吉林大学汽车工程学院长春130025

智能电动汽车要求制动系统能够实现主动制动和制动能量回收等功能,传统制动系统不能满足上述需求。线控制动系统具有结构紧凑、响应迅速、控制精确、兼容性强等优势,是实现自动驾驶的理想执行机构,已成为当前的研究热点。为系统、及时... 详细信息

智能电动汽车要求制动系统能够实现主动制动和制动能量回收等功能,传统制动系统不能满足上述需求。线控制动系统具有结构紧凑、响应迅速、控制精确、兼容性强等优势,是实现自动驾驶的理想执行机构,已成为当前的研究热点。为系统、及时地掌握该领域的发展态势,综述智能电动汽车线控制动系统的关键技术与研究进展。介绍线控制动系统的类型及其特点,明确线控制动系统结构方案的发展趋势和研究重点,归纳线控制动系统的典型产品及其特性,提出智能电动汽车线控制动系统的总体控制架构。在此基础上,对线控制动系统的测试与建模、动力缸压力控制、轮缸压力控制、轮缸压力估算、电磁阀控制、夹紧力控制、踏板感模拟控制、传感器故障诊断和个性化控制等关键技术进行梳理。概述基于线控制动系统的制动防抱死、自适应巡航及自动紧急制动等车辆纵向运动控制方法。最后,对智能电动汽车线控制动系统研究所面临的问题及未来的发展趋势进行分析和展望。

关键词：智能电动汽车线控制动系统典型产品压力控制方法个性化制动纵向运动控制