关键词： 捣固车   液压系统   特征提取   故障诊断   支持向量机  

摘要： 捣固车在我国的铁路运输业已经得到了广泛的应用,其对我国铁路轨道的质量安全检测具有非常重要的作用。捣鼓车有很多部件组成,其中液压系统是重要的一环,在对轨道的检测过程中,有着非常重要的作用,且在实际作业过程存在着故障发生的机率,因此对其进行故障诊断有着非常重要的研究价值本文对信号处理技术进行了一定的研究,并且提出改进的方法。对分类器也进行了研究,选取SVM模型进行分类识别,对故障信号进行诊断,同时基于改进的PSO算法对支持向量机的参数进行寻优,以提升模型的准确率。本文介绍了EMD降噪方法,小波包的降噪方法和CEEMDAN降噪方法,并提出了改进的小波包结合CEEMDAN的阈值降噪方法。采用模糊熵算法来表征故障信号反应的特征,并用来进行分析。采集到的信号具有较多的噪声,通过小波包的方法对信号先行去噪,然后进行信号重构,降低噪声含量,对重构的信号通过CEEMDAN方法进行信号的分解,得到固有模态分量IMF。其次,根据连续均方误差对信号主导和噪声主导的IMF分别采用改进的不同阈值法进行去噪,然后,将各自处理后的IMF分量进行组合,重构得到信噪比较高的有用信号。然后对上一步得到的信号,输入CEEMDAN进行处理,得到相应的IMF分量。对模态分量进行分析,获取频率较高的分量,代表主要故障信息。利用模糊熵算法对其进行计算,对计算的结果作为表征信号内在特征的特征向量输入数据样本。设计实验进行验证改进的小波包结合CEEMDAN的阈值降噪信号处理方法,可以更加有效的去除噪声,提高信号的信噪比。本文故障识别采用支持向量机分类器,以二分类SVM为基础,构建多分类模型,对模型的关键参数利用PSO算法进行优化,并进一步,对PSO进行改进优化,提升其全局寻优能力,以便提高分类器的诊断识别能力。然后,选用改进的粒子群优化算法对SVM选择最优参数构建SVM最优故障诊断模型,将该分类模型应用到液压系统的故障诊断中。经过实验验证其分类性能的有效提升。

关键词： 液压传动   低风速   恒转速控制   AMEsim仿真   发电效率  

摘要： 近些年,世界各国越发重视风力发电技术的发展,全球累计装机容量和装机速度每年都在大幅度增加。相较于传统的风力发电机组,液压型风力发电机组体积较小,质量更轻,便于安装与维护,同时由于省掉了齿轮箱和整流逆变装置,使得机组成本更低,使用寿命也更长。因此,研究液压型风力发电机组对于促进风电技术的发展具有重要的现实意义。在充分研究国内外现有风力发电技术的基础上,提出了液压型风力发电增速传动实验系统的总体设计方案,拟定出了液压型风力发电增速传动实验系统的液压回路图,并设计出了实验系统的具体结构。针对实验系统的恒转速控制问题,建立了实验系统的整体数学模型,根据对主传动控制系统数学模型框图分析提出了转速闭环控制方法,并对恒转速控制方法和控制参数进行了优化。采用仿真分析和实验研究的方法,搭建了液压型风力发电增速传动实验系统平台,探究了低风速工况下变量马达恒转速输出的影响因素和风速变化时恒转速控制方法的抗干扰性能以及定量泵转速、变量马达转速、输入输出功率和效率之间的相互影响。通过仿真和实验结果可知,斜盘摆角基准折算系数在小范围变化时,变量马达转速均在（1500±1.5）r/min内波动,满足恒转速控制要求,该折算系数对变量马达恒转速控制的影响不大;给定不同恒定定量泵输入转速时,变量马达转速均在（1500±1.5）r/min内波动,同样满足恒转速控制要求,不同定量泵输入转速对变量马达恒转速控制的影响不大。对于定量泵输入转速在低转速范围内波动时,变量马达转速在1496r/min～1504r/min范围内波动,仍然满足恒转速控制要求,可见恒转速闭环控制方法在波动风速下能够有效实现变量马达恒转速输出,抗干扰性能良好,满足并网需求。同时,当低速泵转速在8r/min以上时,系统的输出功率和发电效率均较高,整个系统的效率稳定在70%左右,系统的性能较好,利于发电。

关键词： 液压系统   lyapunov方法   稳定性   含气量   距离  

摘要： 滚切剪作为生产线钢板轧制的重要装备之一,是现在工业生产中不可缺少的核心设备,其作用主要用于钢板的剪切等。液压系统作为滚切剪中必备设备必须考虑其精准性。滚切剪在剪切过程中主要依靠的是左右两个液压缸,这两个液压缸以不同的速度进行动作,通过两个速度不同的液压缸带动连杆抬起、下落,从而形成合适的剪切角度对钢板进行剪切。在高压、大流量下滚切剪剪切钢板时会出现剪切轨迹无法精确跟踪,滚切剪剪切角变小会造成剪切力急剧变大,钢板剪切会出现剪切不完全、剪切质量差、钢板剪不断、液压缸内表面会发生气蚀现象以及密封圈破坏严重等问题。面对这些问题究其原因主要是由于在高速大流量情况下,液压系统控制阀直接与液压缸连接,这样会导致阀口出现空化现象产生大量的气体,这部分气体随油液进入液压缸中造成的。针对上述存在的问题深入研究滚切剪液压系统阀口至液压缸之间孔道内气体溶解的距离。(1)首先利用液压油有效体积模量、初始含气量建立含气量、系统压力和压力上升速率的数学模型,再根据气体变化量和溶解度之间的关系建立了初始含气量与气体溶解距离之间的数学模型。(2)然后建立模型进行仿真分析,结果显示在不同含气量下仿真分析与数学模型之间气体的溶解距离误差值小于10%,从而得到了不同初始含气量下阀口至液压缸的最佳孔道溶解距离。(3)根据改进后的孔道距离对滚切剪机中的液压系统进行位置-压力控制研究,建立了力平衡方程、负载流量方程以及弹性负载力,通过这些方程提出了位移-压力的自适应控制算法,研究滚切剪剪切时候的位置、压力轨迹变化情况,通过仿真、实验分析位移-压力逐渐吻合,剪切跟踪轨迹无突变,剪切平稳。本文根据高压、大流量工况下对滚切剪液压系统阀口至液压缸之间的孔道距离做了改进,这样做有利于阀口空化后的气泡部分溶解于液压油中,使得更少的气体进入液压缸,以免对液压缸内壁造成气蚀,从而增加液压缸的使用寿命,同时保证密封圈不受破坏,这样减少了液压油中混杂的气体,提高了油液有效体积弹性模量,提高液压系统在工作中位置-压力跟踪轨迹的精准性,从而提高钢板的剪切质量。

关键词： 水泥机械   油污染   固体颗粒   液压系统  

摘要： 液压系统是水泥机械中不可或缺的一项构成部分,机械液压系统在长期运行过程中经常会出现事故,这会导致水泥机械无法正常运行,而在众多影响因素中,油污染是其中最常见的一种.下面,针对水泥机械液压系统油污染危害情况进行深入探究,希望以下内容对确保水泥机械稳定运行,促进行业发展可以有所帮助.

关键词： 海底装备   支撑机构   步履式   液压系统   AMEsim仿真  

摘要： 海底钻机是开展海洋地质及环境科学研究、进行海洋矿产资源勘探和海底工程地质勘察所必需的重型技术装备。支撑装置作为海底钻机的重要组成部分,具有支撑钻机本体与调平钻机位置功能,在钻机的下放着底与钻探作业的过程中具有重要的作用。目前国内外海底钻机支撑装置都为固定式支撑,没有行走功能,在不同海底位置钻探取样时,必须借助缆绳和母船绞车、通过母船移动才能实现,这样大大增加了海底钻机钻探取样作业时间和作业成本。本文在国家自然科学基金项目支持下,研发一种步履式支撑装置,既保持了固定式支撑原理、又具有机动性功能,以期发展深海海底钻机高效率、低成本钻探取样技术。首先本论文综述了国内外典型海底作业装备支撑装置的研究现状,分析并总结了当前研究所存在的问题。根据海底钻机支撑装置的工作原理,并考虑到钻机的作业环境和要求,采用可重构的设计思路,构建步履式支撑装置的基本结构、作业流程以及液压系统的基本方案。其次论文对步履式支撑装置进行力学建模及分析,得到平移油缸、上平台支腿油缸、下平台支腿油缸以及回转驱动的最大载荷,为步履式支撑装置机械结构的设计和关键零部件的选型计算提供基本参数。对步履式支撑装置的稳定性进行分析,从而验证海底装备步履式支撑装置的最大爬坡角度是否满足设计要求。之后论文对装置的液压系统进行设计计算,确定液压缸、液压泵和补偿器等主要零部件的型号。对液压系统的发热功率、散热面积和油温温升进行理论计算,从而验证油箱的结构是否满足散热要求。最后应用AMEsim软件对支撑回路性能进行仿真分析。最后进行样机的制造及试验验证,将样机组装完毕后,在实验室进行样机的试验验证,主要内容包括:通过水下液压动力源的试验验证箱体的水下密封性能以及油箱的散热性能;对装置进行空载情况下的各项功能检测试验,验证遥控操作系统的精确性;对装置进行满载状态下的行走试验,验证装置的行走速度是否满足设计要求,并与仿真结果进行对比。

关键词： 玉米籽粒联合收获机   传动系统   优化设计   液压系统  

摘要： 国产联合收获机经过多年发展,收获机性能有明显的提高,但仍存在自动化水平相对较低、传动系统设计不合理等问题,针对此现状,本研究通过构建试验台、设计功率采集系统、开展功率采集试验等工作,提出了适用于YF8166玉米籽粒联合收获机脱粒滚筒、清选风机和切碎器部件传动系统的优化方案。本文的主要研究内容和结论包括以下几点:(1)以YF8166型玉米籽粒联合收获机为参考,构建了可模拟田间作业过程的多功能籽粒联合收获试验台,该试验台主要由喂入总成、过桥总成、脱粒分离系统、清选系统、切碎器总成、传动系统和控制系统等组成,且各主要部件独立传动。(2)基于多功能籽粒联合收获试验台搭建了功率采集系统。以脱粒滚筒、筛箱、风机和切碎器为测试对象设计了由扭矩传感器模块、数据采集模块、数据分析模块三部分组成的功率采集系统,并采用理论计算结合试验的方法对该系统的测试效果进行了准确性和稳定性验证。(3)以含水率区间为24%～26%和29%～31%的带皮玉米果穗为试验材料,以滚筒转速、风机转速、曲柄转速、切碎器转速和鱼鳞筛开度为试验因素,以破碎率、损失率、含杂率和各部件功耗为试验指标,开展了喂入量为8/10/12kg·s的脱粒、清选以及切碎器的台架试验,通过分析试验数据获得了各部件不同工况下的较优参数组合,并探究了滚筒、风机、筛箱和切碎器的功耗随其转速和收获机喂入量变化的规律。(4)通过对比试验确定了传动系统优化的部件,并提出了相应的优化方案。以玉米籽粒联合收获机的设计转速和台架试验所得的较优转速为试验参数进行台架对比试验,通过对试验结果的分析,确定传动系统的优化部件为滚筒、风机和切碎器。针对滚筒传动系统,设计了适用于PLC控制无级变速装置的液压系统以提高滚筒传动系统的自动化水平,所设计液压系统中的活塞缸流量为28.36L·min,电磁比例阀流量为40L·min,齿轮泵排量为40 m L·r;针对风机传动系统,研究了风机转速与主动变速轮动盘位移之间的关系,当主动轮动盘轴向移动1mm时,风机转速增大或减小28 r·min;针对切碎器传动系统,设计了基准直径分别为200mm、212mm的带轮,以通过更换带轮的形式对其传动系统结构进行优化。

关键词： 供液管路   液压支架液压系统   压力流量特性   动态阻力特性  

摘要： 我国煤矿综采工作面供液技术长期以来严重滞后,尤其在供液质量、效率、智能化水平和环境友好性等方面无法满足安全高效智能化矿井快速发展要求,成为制约煤矿综采智能化技术发展的瓶颈。工作面液压支架的执行机构众多、动作复杂、供液管路长,导致长距离供液系统存在响应速度慢、利用效率低、沿途损失大等问题,从而很难实现乳化液泵站的稳压控制和实时控制,造成工作面供液滞后、液压支架及时支护和跟机困难,影响煤矿工作面的快速推进。因此,本论文提出研究工作面液压支架液压系统的动态特性,分析液压支架全周期分时工况的压力流量特性和供液管路的动态阻力特性,对实现液压支架液压系统的压力预测控制、系统稳压控制和提升煤矿综采工作面供液技术水平,具有重要的理论意义和工程应用价值。主要工作内容如下:（1）液压支架液压系统理论分析。阐述郭屯煤矿综采工作面液压支架液压系统的组成和工作原理,主要包括立柱升降控制回路和推移千斤顶推溜拉架控制回路。理论分析液压支架在升降柱和推溜拉架过程中的受力情况、液压支架移架速度和推溜速度。（2）长距离供液管路动静态特性分析。理论计算供液管路的压力损失,建立管路的动态特性理论模型,并对管路系统进行适当简化,建立双进单回供液管路模型,仿真分析管路动态特性和压力损失-流量特性,并与理论分析结果对比,验证管路模型的合理性。（3）液压支架关键阀类元件建模与性能分析。阐述电磁卸载阀、安全阀和液控单向阀的结构及工作原理,建立对应的仿真模型,仿真分析电磁卸载阀的卸载-恢复压力特性、立柱用安全阀的启溢闭特性以及液控单向阀正向和反向开启的压力损失-流量特性。（4）液压支架液压系统动态特性分析研究。建立工作面液压支架液压系统整体模型,分析液压支架单架移架、成组顺序推溜速度特性及位移特性;分析液压支架的支护初撑力、移架动作过程中立柱下腔压力特性影响因素;分析工作面单台液压支架一个移架周期的压力-流量特性、泵站出口处的压力-流量特性、供液管路系统的动态阻力特性及其影响因素;进一步分析两台液压支架插架移架时系统的动态特性。本文研究建立工作面液压支架液压系统整体模型和双进单回供液管路流体动力学模型,完成了液压支架关键阀类元件建模与性能分析,在此基础上进行了仿真研究,仿真结果表明:1)单进单回供液管路进回液压力损失过大,双进双回管路次之,三进三回管路较为理想;双进单回供液管路进、回液压力损失理论值和仿真结果的相对误差分别为2.97%、3.31%,验证了供液管路模型的合理性。2)液压支架关键阀类元件具有较好的动态性能,从而验证了所建立的液压支架关键阀类元件模型的合理性。3)仿真获得了工作面液压支架一个移架周期的压力-流量曲线和供液管路系统的动态阻力特性曲线。液压支架执行端负载保持不变时,供液管路的压力损失稳定在7MPa左右。由于供液管路和各类液压阀压力损失的影响,立柱初撑力不足31.5MPa,首端液压支架初撑力仅有19MPa,并且随着液压支架距工作面端头距离的增加,初撑力逐渐减小,工作面首尾两端液压支架的初撑力之差达到1.8MPa。4)仿真得出了供液管路的动态阻力特性随管路参数变化的规律,管路越长,系统压力损失越大,波动频率明显降低,动态响应速度变慢。管径越大,压力损失越小且变化明显,波动幅度越小。与三进液形式管路相比,双进液形式管路的压力损失较大,波动程度较明显。5)通过进一步仿真获得了两台液压支架插架移架时液压支架进液口的压力-流量曲线,采用两架液压支架同时移架的方式,可以提高液压支架移架速度和液压支架升柱时的支护初撑力,但在移架动作切换时,支架进液口压力和流量波动较为明显,系统不太稳定。

关键词： 液压系统   原位检测   故障树分析法   故障诊断   虚拟仪器  

摘要： 工程机械液压系统在工程机械领域占举足轻重的地位,随着工程机械设备的不断更新,液压系统的测试与故障诊断也需要与时俱进。当工程机械液压系统发生故障时,需暂停机器找寻是否有明显的故障现象,如无明显故障现象,需对可能发生故障的液压元件进行拆卸,而后送到液压试验台对液压元件做进一步检测分析确定故障原因及位置。如此以来,会耗费大量的时间精力,影响工程机械设备的工作效率。故研究一种新型的液压系统测试与故障诊断方案有重要意义。本文提出的测试方案旨在系统原位置进行检测,按照液压试验台的测试要求,在不拆卸液压系统的情况下完成对液压元件的测试诊断。从工程机械液压系统的工作原理和故障机理入手,选择压力、流量、振动、温度和油液信号作为检测量,对盾构机及挖掘机系统的主要液压元件进行测试,结合T型测试法和有源液压测试理论,确立了检测的方法和步骤。配置了液压测试仪、传感器、信号调理模块、信号采集仪器、辅助测试设备等硬件,搭建了基于虚拟仪器的信号采集平台,利用Lab VIEW开发了工程机械液压系统原位检测软件系统。针对盾构机及挖掘机两种典型工程机械的液压系统做了基于故障树分析的原位检测故障诊断研究,将故障树分析法应用于液压系统的故障诊断,建立挖掘机和盾构机液压系统的故障树模型,通过定性分析和定量分析明确测试诊断的方向,利用有源静态检测仪和便携式液压测试仪等硬件实现对液压系统的测试,得到诊断结论。证明故障树分析法联合原位检测方案对工程机械液压系统检测诊断有良好的指导意义,验证了原位检测技术以及故障树分析法的可行性。

关键词： 挖掘机   智能控制   轨迹规划   建模仿真   模型优化  

摘要： 液压挖掘机是目前在工程建设中使用量最大的工程机械之一,在工程建设中发挥着很大的作用。随着挖掘机工作要求不断提高,作业对象和周边环境变得复杂多样,挖掘机智能化成为了工程机械研究中的热点问题,其中,挖掘机的轨迹规划及综合优化和控制算法的研究是其智能化的关键技术之一。本文旨在进一步提升挖掘机的自主作业能力,重点研究挖掘机机械臂运动轨迹的规划和运动控制,首先对机械臂进行运动学建模和正逆求解。在此基础上,提出了利用粒子群算法和几何法求解挖掘机机械臂的逆解的问题,并比较了两种求解方法的优缺点,重点研究了挖掘机在挖掘过程中的轨迹规划的问题,讨论了6种不同插值方法在轨迹规划中的优点和缺点,提出了基于时间和冲击最优化数学模型两种优化模型,并利用差分进化算法、遗传算法、遗传模拟退火算法和NSGA-Ⅱ算法进行了优化,解决了基于两种优化模型下的最优解的问题,得到5次非均匀B样条曲线在保证速度和加速度约束的前提下,时间大概在15s到16s之间就可以满足条件。针对挖掘机机械臂进行了液压仿真分析,分析了挖掘机在作业时各缸的压力、流量的变化曲线图,得到了PID控制下挖掘机机械臂自主作业时各缸位移跟踪曲线。在三维建模软件中建立了挖掘机实体,在ADAMS软件中添加约束副,利用SIMULINK建立PID控制器和模糊PID控制器,联合ADAMS中的添加好约束副的挖掘机机械臂模型,完成了运动学控制的仿真,得到了两种控制策略下的阶跃响应曲线,对于非线性较大的挖掘机机械臂控制对象,模糊PID控制器具有更优的鲁棒性和良好的自适应性。

关键词： 液压系统   测控系统   燃油温度控制  

摘要： 燃油调节器是航空发动机控制系统的重要组成元件,其性能优劣直接影响着发动机的工作状态。为了检验某型航空发动机燃油调节器在不同液压工况下的出口流量是否达到出厂要求,设计了一套燃油调节器测试系统。燃油调节器测试系统由液压系统、测控系统、燃油温度控制系统等三部分组成。本文从整体出发,对测试系统的设计进行了介绍,其中包括燃油调节器的试验项目和试验方法、测试系统的技术指标以及测试系统的总体方案。从系统组成出发,对液压系统、测控系统和燃油温度控制系统的设计进行了详细的介绍,其中液压系统的设计包括液压原理的分析、液压元件的选型、液压管路的选型和液压回路的设计;测控系统的设计包括测控系统的总体方案、测控设备的选型以及测控程序的编写;燃油温度控制系统的设计包括燃油温度控制系统工作原理的分析、温度被控对象数学模型的建立、参数自整定模糊PID控制算法的设计、燃油温度控制系统的MATLAB仿真和燃油温度控制试验。最后,对燃油调节器测试系统的调试进行了介绍,其中包括测试系统硬件调试和测试系统软件调试。调试完成后,在测试系统上完成了不同液压工况下燃油调节器的出口流量测试试验,试验过程中,测试系统稳定运行,实现了液压系统中执行元件的自动控制,提高了测试效率,达到了±0.5%的流量测试精度。