关键词： 压电叠堆   压电陶瓷   压电俘能   水液压技术  

摘要： 随着无线传感器等无线微功率电子元器件的日新月异,为其供能的问题越来越被人们所重视,为了能够使相关环境监测、通讯技术等领域相匹配的元器件的能源供给技术方面跟上时代发展的脚步,破除目前传统化学电池成本高、化学污染以及体积大等窘境,压电俘能技术应运而生,且逐渐成为热点课题。因此,本文设计了一种全新的基于水液压系统的小型压电叠堆俘能器,并对其进行了实验研究,为后续相关俘能器设备研发打下了基础。论文研究内容如下: (1)介绍了压电俘能技术领域的研究现状,全面分析了压电振动俘能领域、流体俘能流域、压电叠堆结构领域的发展现状,进行梳理归纳后发现当前研究中对于压电叠堆俘能技术涉及较少,并且对于液压系统中的压电叠堆俘能存在一定程度的空白,结合课题组此前对于压电盘式结构的研究,明确了本文的研究内容。 (2)建立了压电叠堆俘能器模型,首先就底部垫片的厚度对压电俘能效果的影响进行了分析,结果表明较薄的底部垫片能够引起的压电叠堆结构的形变量较大,因此俘能效果较好;其次针对压力脉动频率、静态压力、压力幅值以及外部负载电阻等四个方面对俘能器俘能特性的影响进行了研究。结果得出随着频率、幅值的增加电压输出量与功率也随之增加;负载电阻的增加也会使电压输出量增加但最终趋于平缓,功率则是先增加后减小;静态压力的增加只会使中心点位移量增加,对输出电压与功率几乎没有影响。 (3)设计搭建了水液压实验平台,将俘能器安装到实验平台中进行了全面细致的实验研究,针对不同频率、不同静态压力及不同负载电阻对俘能器俘能特性的影响进行了研究。最终实验结果得出脉动频率、压力幅值、负载电阻对俘能效果都有一定的正向激励效果,同时验证了仿真模型的正确性;最后进行了低功耗电子元件的驱动实验,最终使用本实验的压电叠堆俘能器可成功点亮42个LED发光二极管。 (4)在此前课题组对压电盘式结构研究的基础上,针对各项不同俘能因素将其与本文设计的叠堆结构进行了比较,结果得出压电盘式结构低压低频时表现优秀,但形变量大的特点使其并不适合高压高冲击工作条件,两者各有优缺点,但综合判断压电叠堆结构的小型便捷化与面对高频高压时整体形变量较为稳定,并且在输出电压与功率的稳定性表现上同样略优于压电盘式结构,无疑是更为符合未来发展趋势的振动能收集装置,通过研究分析为后续相关俘能设备的开发打下了基础。

关键词： 连铸结晶器   振动台   液压系统  

摘要： 设计一个适用于现代冶金的连铸结晶器振动台液压系统。本文首先分析连铸结晶器的主要工作参数，根据铸坯精度要求完成液压缸的选择，进而通过刚确定的液压缸参数来计算系统压力与流量，然后根据振动台制造要求设计出液压系统原理图以及液压系统控制原理图、系统液压站的原理图，然后依据设计好的原理图以及系统设计要求使用AMEsim仿真软件对系统进行仿真与校核，由校核结果得出原理图可行与否及选型注意事项，然后对液压元件计算选型。振动台可以有效的改善铸坯表面裂纹和扭曲形变等表面质量问题，同时可以有效的防止漏钢等严重的生产事故的发生，保证连铸生产的安全可靠。本文设计的液压振动台不仅可以承载较大的生产负荷，而且易于实现高精度控制，有效的减小铸坯表面振痕，配合结晶器保护渣的使用可以降低结晶器内壁和铸坯坯壳粘结，进一步减少粘钢和漏钢事故的发生。

关键词： 流体传动与控制   剪叉式高空作业平台   AMESim仿真   优化设计  

摘要： 近年来,我国基础设施建设和工程技术的飞速进步,为高空作业机械领域开辟了更广阔的发展空间,带来了更多的发展机遇。自行剪叉式高空作业平台因其卓越的性能而备受市场青睐。然而,我国自行剪叉式高空作业平台研发起步较晚,面临着技术和实际应用上的多重挑战,尤其在液压系统的优化设计方面,很大程度上制约了自行剪叉式高空作业平台产业化进程。 液压系统是自行剪叉式高空作业平台的核心系统,控制着整机行走、转向,同时也管理着剪叉机构的举升动作。液压阀组作为系统中的关键部件,其性能直接影响到整个平台的性能。然而,液压阀组优化设计仍是该领域研究的短板,相关理论尚不完善,缺乏整体性研究。为了高效的进行液压阀组优化,提高自行剪叉式高空作业平台整机性能,增强市场竞争力,开展自行剪叉式高空作业平台液压系统的研究具有重要的理论和实际意义。 本研究课题依托校企合作项目——“自行剪叉式作业平台液压系统及控制阀设计开发”项目开展研究,首先对自行剪叉式高空作业平台及其液压系统工作原理进行了详细介绍,在此基础上设计了一种更加节能的液压控制系统。围绕该系统装机应用后出现的问题,如制动车轮反转、前进后退换向阀复位慢、转向异响及举升作业平台停止异响等,通过建立数学模型的方法分析了问题产生机理,确定了影响各工况问题的关键参数。 然后利用AMESim软件,结合液压系统、底盘转向机构、举升系统理论分析,构建了自行剪叉式作业平台行走液压系统、底盘系统、举升三系统的联合仿真模型。随后通过一系列典型工况实验测试,并对实验结果分析,验证了仿真模型的正确性。 接着利用已验证的仿真模型结合相关理论分析,对各问题进行优化仿真分析,找到了问题产生的根本原因,并给出了相应优化方案。 最后特别针对举升异响问题,使用多目标优化算法,优化了举升行走控制阀开口度及弹簧刚度参数,并进行优化前后的实验对比,结果表明:优化后,系统工作压力峰值降低约40%,同时,举升系统压力、流量变化趋势更加平缓,解决了举升异响问题,验证了系统优化方案的有效性。

关键词： A350   液压系统   EDP  

摘要： A350在硬件、软件及人机交互界面上较A320和A330都有了很大的改进,但新的设备和软件也带来了新的操作挑战。特别是在A350的液压系统中,发动机驱动泵(engine-driven pump,EDP)硬件和软件的缺陷导致了潜在的快速超温问题,在实际操作中可能导致失去一套液压系统,带来严重后果。空客为此进行了多次硬件和软件的升级,包括修改液压系统显示界面、升级液压监控和控制应用(hydraulic monitoring and control application,HMCA)及飞行警告计算机(flight warning system,FWS),但问题仍未完全解决。本文通过分析实际案例,探讨了这些技术改进对飞行操作的影响,并对操作程序的理解和执行提出了思考,强调了在循证训练(evidence-based training,EBT)和基于胜任力的训练(competency-based training and assessment,CBTA)下提升机组能力的重要性。

关键词： 直升机   液压系统   故障诊断排除   维护检修  

摘要： 液压的稳定性运动对直升机安全飞行发挥着重要的作用，也是造成直升机事故的主要原因。为此，对直升机液压系统故障的诊断以及排除方式进行全面的分析，为今后直升机的维护与检修提供重要的参考。

关键词： 混凝土泵车   并行控制   液压系统  

摘要： 混凝土泵车并行控制搅拌清洗散热系统由双联齿轮泵、搅拌马达、水泵马达、压力开关、电磁换向阀、集成温控阀液压油冷却器、溢流阀、压力表等组成。该系统通过双联齿轮泵并行给搅拌液压系统、清洗液压系统、散热液压系统供油，消除串行控制造成的压力叠加、互相影响，实现功能独立控制，同时提高散热系统的散热性能，提高液压系统可靠性，保证混凝土正常泵送施工。

关键词： 履带自走式底盘   生姜收获装置   整机动力学仿真   液压系统   田间试验  

摘要： 生姜是药食两用经济作物,具有很高的营养价值和保健价值,中国是世界生姜生产大国,栽培面积和总产量分别约占世界的1/2和2/3以上。近年来,随着国家对生姜产业的扶持力度不断加强,其市场需求量也不断攀升,但我国生姜的生产仍以人工为主,特别是在生姜收获环节仍需使用大量人力完成,效率低、成本高、劳动强度大,严重制约了生姜产业化的发展。收获作为生姜生产的关键环节,直接影响生姜的质量和种植效益,因此研发一款高效且适用的自走式生姜收获机对于生姜生产和产业提质增效至关重要。 针对以上问题,以山东省种植农艺与收获要求为基础,研发了一款集振动挖掘、秧苗输送、秧果分离等功能于一体的自走式生姜联合收获机,收获行走和振动挖掘系统采用液压驱动,具有良好的适应性和稳定性,并且通过仿真分析和田间试验验证了该样机的可行性,主要工作内容和结论如下: (1)设计履带自走式生姜收获装置。该生姜收获装置由振动挖掘系统、夹持输送装置、清土装置、秧苗处理装置、生姜收集机构组成。振动挖掘系统保证铲刃入土角度保持不变;清土装置保证姜块清土效果最佳;夹持输送装置保证切割的高度一致等。 (2)建立履带底盘动力学模型并进行结构设计。通过调研生姜收获作业环境以及生姜姜秧的生长情况确定底盘的性能要求,设计“龙门”机架结构与履带底盘配合装配,增加底盘高度,避免姜茎叶的缠绕,提高生姜收获率,建立生姜收获机履带底盘动力学模型对各典型工况进行理论计算分析,横坡行驶最大角度为21°;纵坡上坡最大角度为17°,纵坡下坡最大角度为13°;可跨越壕沟极限宽度值为1100 mm。 (3)生姜收获机整机动力学模型仿真验证。对收获机整机进行行驶状态仿真分析,在RecurDyn软件中搭建生姜收获机整机模型,分析该机械在作业过程中的基本工况,例如:直线行驶、原地转向、切边转向、横坡行驶、纵坡上坡、纵坡下坡及跨越壕沟等是否可以保持稳定行驶。结果表明该机械直线行驶性能稳定;转向性能良好;横坡行驶最大角度为20°;纵坡上坡最大角度为16°,下坡为11.5°;可通过宽度为1010 mm的壕沟。 (4)建立生姜收获机液压系统模型并仿真验证。设计生姜收获机液压系统,通过理论计算确定发动机、液压泵、液压马达及振动马达参数,并在AMEsim软件中搭建整机液压系统模型,验证该液压系统能否满足生姜收获作业时的需求,结果显示液压系统运行稳定性,可满足生姜收获机运行行驶工况要求。 (5)生姜收获机试制与田间试验。根据设计结果对履带自走式生姜收获机进行样机制造和田间试验,在田间进行不同工况的作业,对该生姜收获机作直线行驶、原地转向、切边转向、横坡行驶、纵坡上坡、纵坡下坡、跨越壕沟及田间收获试验,与动力学计算结果、仿真结果对比分析相差不大,验证了模型的正确性同时表明该生姜收获机行驶稳定性较好,收获效率较高。

关键词： 风力发电   液压传动   内外扰动   转速控制   功率控制  

摘要： 风力发电作为一种绿色可持续的能源,对中国能源结构的优化升级起到了关键作用。随着风力发电技术的不断进步,风能在电力供应中所占的比重不断上升,风电渗透率也在稳步增长。然而,风能的不稳定性对电网系统的影响逐渐成为需要重点关注的问题。此外,风电机组在长期运行过程中,其内部参数容易随时间发生变化。因此,为了提高风力发电机组在各种干扰下的电能输出质量,迫切需要改善其并网时的转速和有功功率的控制能力。 本文聚焦于储能式液压型风力发电机组,探讨了其工作机制、控制需求及面临的挑战,并构建了相应的数学模型,推导液压传动系统并网过程的状态空间方程,为风力发电并网转速和有功功率控制奠定基础。 为了确保系统在面对各种内部和外部干扰时能够稳定地维持并网转速,提出自适应控制与反步法相结合的控制策略控制并网转速输出。对系统模型进行简化和稳定性分析,将系统模型中不确定性参数进行自适应,推导出参数自适应率。借助Lyapunov稳定性理论来验证已建立的控制器的稳定性,从而实现对机组并网转速的智能化控制。 为了确保系统在各种干扰下能够有效控制有功功率,需要将风力发电机组的发电过程视为一个持续的长期过程。在这个过程中,内部变量对控制效果有着显著的影响,因此对这些变量的监测变得尤为重要。提出一种结合了反步滑模控制器和扩展状态观测器的方法来调整功率输出,将系统中的内外扰动等所有扰动都视为总扰动。然后,通过建立扩展状态观测器来观测机组的状态变量,并对机组的总扰动进行监测。同时,通过集成储能子系统来辅助主传动系统,以实现对有功功率的迅速且精确的调控,从而达到对风力发电机组有功功率的智能化管理。 搭建了30 k W的液压风力发电机组实验平台,并在此平台上对本文提出的控制策略的效果进行了实验分析。通过实验,证明了在多源干扰下,机组的并网转速和有功功率主动控制策略是可行且合理的。