工程机械再制造柱塞马达摩擦副泄漏特性研究 被引量：5

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作者 王灿 韩帅帅 +1 位作者 李坤 陈理想 《机床与液压》 北大核心 2018年第8期83-85,共3页

为了提高工程机械液压马达再制造后的性能和使用寿命,深入研究液压马达3对关键摩擦副对性能的影响。采用液压油膜理论,建立摩擦副泄漏模型;通过MATLAB软件进行仿真分析,分析结果表明:再制造液压马达的泄漏量随着摩擦副间隙的增加而增大... 为了提高工程机械液压马达再制造后的性能和使用寿命,深入研究液压马达3对关键摩擦副对性能的影响。采用液压油膜理论,建立摩擦副泄漏模型;通过MATLAB软件进行仿真分析,分析结果表明:再制造液压马达的泄漏量随着摩擦副间隙的增加而增大,在间隙相同时,引起的泄漏柱塞副>配流副>滑靴副。确定3对摩擦副合理的间隙范围,并进行实验验证,结果表明摩擦副间隙满足再制造后的要求,为液压马达的再制造提供了理论依据。 展开更多

关键词 再制造 液压马达 摩擦副 泄漏模型 仿真分析

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凿岩机-岩石模型的延拓分析和实验

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作者 马威 张健 +1 位作者 姜鑫 吴文章 《振动工程学报》 北大核心 2025年第7期1625-1637,共13页

介绍了液压凿岩机的原理,将凿岩机钻进岩石的过程建立成三自由度干摩擦力岩石物理模型,引入了钻进速率的概念,研究了粘滞和非粘滞模式,解释了这两种运动类型之间的差异。将非线性分段光滑动力系统数学模型的周期轨迹进行分段。利用拟弧... 介绍了液压凿岩机的原理,将凿岩机钻进岩石的过程建立成三自由度干摩擦力岩石物理模型,引入了钻进速率的概念,研究了粘滞和非粘滞模式,解释了这两种运动类型之间的差异。将非线性分段光滑动力系统数学模型的周期轨迹进行分段。利用拟弧长延拓法和Floquet理论,将液压作用力的角频率和振幅作为控制参数,得到稳定周期轨迹和最大钻进速率点。发现了倍周期分岔、鞍结分岔和环面分岔。介绍了液压凿岩机钻凿岩石的数据采集系统,比较了模型和实验测得的活塞的位移和速度。结果表明,为了使凿岩机工作在周期-1轨迹,应该选择的角频率范围为ω<6.814,振幅范围为0.03<a<3.051。实验和模型之间存在很强的相关性,相比于实验,模型中活塞与钎尾在碰撞之前经历了减速,多了一个冲击减速行程。 展开更多

关键词 液压凿岩机 岩石模型 延拓 Floquet乘子

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凿岩机-岩石接触模型的非线性动力学分析和试验

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作者 马威 张健 +2 位作者 姜鑫 吴文章 李叶林 《振动与冲击》 北大核心 2025年第8期8-20,41,共14页

该研究介绍了凿岩机的结构。结合线性岩石模型,将凿岩机钻进岩石的过程建立成四自由度力学和数学模型。将液压作用力的角频率、振幅和垂直偏移量作为控制参数,进行了单参数延拓分析,发现了倍周期分岔、鞍结分岔和环面分岔。此外,还介绍... 该研究介绍了凿岩机的结构。结合线性岩石模型,将凿岩机钻进岩石的过程建立成四自由度力学和数学模型。将液压作用力的角频率、振幅和垂直偏移量作为控制参数,进行了单参数延拓分析,发现了倍周期分岔、鞍结分岔和环面分岔。此外,还介绍了凿岩机钻凿岩石的数据采集系统,比较了模型和试验测得的活塞位移和活塞速度。结果表明,为了使凿岩机工作在周期-1轨迹,应该选择角频率的范围为2.3500<ω<6.6110,振幅的范围为0.0272<a<1.0000,垂直偏移量的范围为0.0467<b<0.2125。模型较好地模拟了试验结果。 展开更多

关键词 凿岩机 岩石模型 延拓 黏滞

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基于神经网络补偿的液压支架群推移系统直线度控制方法 被引量：5

4

作者 王云飞 赵继云 +2 位作者 张鹤 王浩 张阳 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期174-185,共12页

煤矿综采工作面的直线度控制是实现智能化开采的关键技术之一,液压支架推移油缸的位置控制性能直接影响着工作面直线度水平,但推移油缸电液系统的参数不确定性、建模误差和未知外部干扰等因素增加了液压支架推移系统的位置控制难度。针... 煤矿综采工作面的直线度控制是实现智能化开采的关键技术之一,液压支架推移油缸的位置控制性能直接影响着工作面直线度水平,但推移油缸电液系统的参数不确定性、建模误差和未知外部干扰等因素增加了液压支架推移系统的位置控制难度。针对此问题,首先,建立了液压支架推移油缸电液系统的数学模型,考虑到推移油缸仅有位置信息可测的实际工况,将其转化成Brunovsky标准型的形式。其次,设计了高阶滑模状态观测器利用可测的位置信息估计系统其他难以直接测量状态信息,同时,以系统状态信息为学习数据,设计了一种基于径向基神经网络的扰动观测器实时估计和补偿系统的未知扰动力。再次,结合反步设计原理,针对液压支架推移油缸拉架过程提出了一种鲁棒输出反馈控制器,并利用Lyapunov理论对整个闭环控制系统进行了稳定性验证。然后,基于ZY3200/08/18D液压支架推移油缸的实际物理参数建立了仿真模型,通过仿真测试发现所设计的鲁棒输出控制器的最终位置精度较传统比例积分控制器提高了77.19%,神经网络补偿器针对不同油缸载荷的估计精度分别为64.41%和75.38%。最后,为了进一步验证新型控制器的有效性,搭建了一个液压支架群多缸控制系统试验台,并开展了推移油缸拉架过程的模拟实验,实验结果表明:鲁棒输出反馈控制器较比例积分控制器的平均跟踪精度提高了47.23%,最终位置精度提高了75.00%,相邻推移油缸的平均同步误差提高了47.08%。研究结果为液压支架推移系统的动力学分析和直线度控制提供了一种思路。 展开更多

关键词 液压支架 综采工作面直线度 高阶滑模状态观测器 神经网络 位置控制

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考虑弹塑性变形机制的结合面法向接触刚度建模 被引量：45

5

作者 张学良 陈永会 +4 位作者 温淑花 兰国生 丁红钦 王南山 张宗阳 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期91-99,共9页

基于接触分形理论及MB模型,综合考虑弹性接触变形、塑性接触变形和弹塑性接触变形的两个不同阶段,建立了结合面法向接触刚度分形模型;模型的仿真结果表明：弹塑性接触变形机制对结合面法向接触刚度具有重要影响,且考虑了弹塑性接触变形... 基于接触分形理论及MB模型,综合考虑弹性接触变形、塑性接触变形和弹塑性接触变形的两个不同阶段,建立了结合面法向接触刚度分形模型;模型的仿真结果表明：弹塑性接触变形机制对结合面法向接触刚度具有重要影响,且考虑了弹塑性接触变形机制的法向接触刚度大于仅考虑弹性和塑性接触变形机制的法向接触刚度;无量纲法向接触刚度随着无量纲法向接触载荷的增大而增大,且因分形维数取值不同而呈较强的非线性关系（分形维数D取1.1~1.4）或近似线性关系（分形维数D取1.4~1.9）;无量纲法向接触刚度随着分形维数的增大而增大（分形维数D取1.1~1.6）及分形维数的增大而减小（分形维数D取1.6~1.9）;无量纲法向接触刚度随着无量纲分形粗糙度的增大而减小,随着塑性指数的增大而增大。实验实例验证了模型的正确性。 展开更多

关键词 机械振动 结合面 法向接触刚度 弹塑性 分形模型

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基于AMESim的双轮铣槽机铣削装置液压系统仿真 被引量：13

6

作者 赵伟民 张西伟 +1 位作者 刘国莉 苏金哲 《机床与液压》 北大核心 2016年第1期152-154,共3页

介绍了双轮铣槽机铣削装置的液压系统原理,并运用AMESim软件建立了整个铣轮液压系统仿真模型,并根据相关参数的设计要求,设置主阀口在8种不同开度,在高、低两种负载的外界输入条件下,分析铣轮马达流量、泵口压力随时间的变化,为双轮铣... 介绍了双轮铣槽机铣削装置的液压系统原理,并运用AMESim软件建立了整个铣轮液压系统仿真模型,并根据相关参数的设计要求,设置主阀口在8种不同开度,在高、低两种负载的外界输入条件下,分析铣轮马达流量、泵口压力随时间的变化,为双轮铣槽机液压系统设计提供了参考和依据。 展开更多

关键词 双轮铣槽机 铣削装置 液压系统 AMESIM

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基于多目标优化理论的空间反射镜加强结构轻量化设计 被引量：4

7

作者 李永欣 孙银旭 +1 位作者 李书亚 吴凤和 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第5期35-39,共5页

空间望远镜的分辨力与反射镜口径成正比,但反射镜口径的增大导致其质量以三次方的比例增重,以致镜面变形恶劣和发射成本增加。针对此问题,文中基于多层次优化和多目标优化理论对反射镜进行轻量化设计。首先建立反射镜的几何模型并分析... 空间望远镜的分辨力与反射镜口径成正比,但反射镜口径的增大导致其质量以三次方的比例增重,以致镜面变形恶劣和发射成本增加。针对此问题,文中基于多层次优化和多目标优化理论对反射镜进行轻量化设计。首先建立反射镜的几何模型并分析载荷工况,针对反射镜多工况下的参数要求,以反射镜轴向重力工况下的刚度最大和低阶固有频率最大为目标,用折衷规划法和平均频率法建立多目标优化的目标函数进行多目标拓扑优化;根据优化结果进行反射镜的加强筋布置;最后以加强筋的宽度为变量,进行多目标尺寸优化实现加强筋的尺寸寻优。计算分析结果表明:优化后反射镜结构在满足原有性能要求的基础上质量减少了7.2%,实现了轻量化设计。 展开更多

关键词 反射镜镜体 折衷规划法 多目标拓扑优化 轻量化设计

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基于电比例马达的旋挖钻机动力头多挡控制 被引量：5

8

作者 焦生杰 葛鹏 +2 位作者 孔庆华 于飞 夏北 《中国工程机械学报》 2012年第4期434-438,共5页

根据旋挖钻机不同施工工况对扭矩的实际需求,建立了动力头马达扭矩、压力、排量和电流的关系.电比例马达的排量与输入电流呈线性关系,控制器实时接收马达的进油口压力信号,计算出马达所需扭矩对应的电磁阀的电流值,依据电流值的大小控... 根据旋挖钻机不同施工工况对扭矩的实际需求,建立了动力头马达扭矩、压力、排量和电流的关系.电比例马达的排量与输入电流呈线性关系,控制器实时接收马达的进油口压力信号,计算出马达所需扭矩对应的电磁阀的电流值,依据电流值的大小控制马达排量.进油口压力达到一个较稳定的值后,马达排量不再变化.控制器中预存有多个挡位下压力与电流的函数关系,实现了动力头的多挡位控制,可满足多种工况的需求,在提高施工效率的同时也达到了节能减排的目的. 展开更多

关键词 电比例马达 多挡位控制 压力 电流

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融合机床加工特性的主轴回转误差预测 被引量：4

9

作者 陆兴华 张忠海 《机床与液压》 北大核心 2019年第20期33-37,共5页

针对机械制造装备主轴精度补偿问题,研究一种融合机床精度和加工参数的主轴回转精度预测方法。为获取主轴回转精度指标,研究基于多点测量的主轴实际回转位置测量方法,利用最小二乘法求解主轴端面跳动的最大圆、最小圆和最优圆,进一步得... 针对机械制造装备主轴精度补偿问题,研究一种融合机床精度和加工参数的主轴回转精度预测方法。为获取主轴回转精度指标,研究基于多点测量的主轴实际回转位置测量方法,利用最小二乘法求解主轴端面跳动的最大圆、最小圆和最优圆,进一步得到端面圆度的极大误差和极小误差。建立BP神经网络模型,融合机床精度因素、加工精度因素获得输入指标,将极大误差、极小误差和其余实测指标作为输出指标,训练神经网络,获得网络权值。验证机床主轴回转预测精度,实验结果表明:已训练的网络预测偏差为0.5%。考虑机床本体精度和加工参数的误差预测结果可指导工程技术人员进行机床选型,根据不同加工要求选择最优加工方式,提高加工质量。 展开更多

关键词 主轴回转误差 制造装备 BP神经网络预测 机床精度

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冷铣刨机模型参考单神经元功率自适应控制研究

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作者 马鹏宇 胡永彪 张忠海 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2011年第1期64-67,共4页

针对目前冷铣刨机功率控制算法的不足,提出了应用模型参考单神经元功率自适应控制算法对冷铣刨机进行控制,构建了冷铣刨机模型参考单神经元功率自适应控制的控制结构,对该算法进行了理论分析,证明了其稳定性,并将该算法应用于铣刨机,在... 针对目前冷铣刨机功率控制算法的不足,提出了应用模型参考单神经元功率自适应控制算法对冷铣刨机进行控制,构建了冷铣刨机模型参考单神经元功率自适应控制的控制结构,对该算法进行了理论分析,证明了其稳定性,并将该算法应用于铣刨机,在铣刨深度为8 cm的工况下进行了作业试验研究.试验结果表明:未使用功率控制时,机器的作业速度主要依靠机器自身进行调节,发动机出现了过载,机器平均作业速度为8.419 m/min;在使用控制器后,发动机基本工作在额定工况下,机器的载荷发生变化时,控制器能对机器的作业速度及时做出调整,机器的平均作业速度为9.538 m/min,比未使用功率控制提高了13.3%. 展开更多

关键词 冷铣刨机 模型参考 单神经元 功率自适应

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薄煤层采煤机鼓形滚筒装煤性能研究 被引量：12

11

作者 徐盼盼 刘送永 刘洋洋 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期93-99,共7页

为解决薄煤层采煤机装煤效果差的问题,对鼓形滚筒进行优化设计,提出将累积装煤率作为评价采煤机装煤能力的指标,采用离散元法对传统滚筒与鼓形滚筒进行装煤效果的仿真研究,分析了传统滚筒与鼓形滚筒的装煤效率,最后对2种滚筒装煤效率和... 为解决薄煤层采煤机装煤效果差的问题,对鼓形滚筒进行优化设计,提出将累积装煤率作为评价采煤机装煤能力的指标,采用离散元法对传统滚筒与鼓形滚筒进行装煤效果的仿真研究,分析了传统滚筒与鼓形滚筒的装煤效率,最后对2种滚筒装煤效率和块煤率进行试验研究。试验结果表明:随着鼓形滚筒筒毂锥顶半角β的增大,其装煤效率呈现出先增大后减小的趋势,且当筒毂锥顶半角β=10°时,鼓形滚筒的装煤效率最高;与普通形滚筒相比,所优化设计的鼓形滚筒的截割比能耗更小、块煤率更大、装煤效率更高。研究结果可为薄煤层采煤机滚筒的选择和设计提供参考依据。 展开更多

关键词 薄煤层采煤机 鼓形滚筒 离散元法 装煤效率 块煤率

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低速大扭矩液压马达的配流机构研究 被引量：1

12

作者 于鸣泉 赵继云 +1 位作者 满家祥 王云飞 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期101-109,共9页

在煤矿、食品和水下等应用中,低速大扭矩高水基液压马达具有高比功率和介质友好性的优点。但目前高水基液压马达仍保持液压油马达的配流结构不变,仅替换工作介质,将液压油替代为高水基乳化液。然而,传统配流盘结构使用弹簧力压紧,保证密... 在煤矿、食品和水下等应用中,低速大扭矩高水基液压马达具有高比功率和介质友好性的优点。但目前高水基液压马达仍保持液压油马达的配流结构不变,仅替换工作介质,将液压油替代为高水基乳化液。然而,传统配流盘结构使用弹簧力压紧,保证密封,但在低速、高压和高水基工况下,配流盘磨损严重,从而产生严重泄漏。针对高水基乳化液驱动系统,文中提出了一种由阀、轴承和五星轮组成的阀配流机构,马达的进排液过程通过配流阀控制,而配流阀的启闭由五星轮驱动控制;然后,对比分析了偏心轮、凸轮和五星轮配流机构的配流规律及优缺点,发现五星轮配流结构可减小顶杆应力集中并解决了顶杆自旋卡紧现象;最后,利用AMESim仿真验证了五星轮配流结构的优越性,还制备了样机并进行性能实验。结果表明:在不同转速(10~90r/min)和压力(5~21MPa)下,柱塞腔内的压力可迅速建立;与传统配流盘机构相比,21MPa、90r/min高水基工况下阀配流机构的泄漏量仅为0.15mL/min,显著提高了马达容积效率。 展开更多

关键词 高水基液压马达 数值仿真 阀配流机构 低速大扭矩 流体传动

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电动汽车水冷式永磁同步电机设计与分析 被引量：7

13

作者 孙海燕 郑星 +2 位作者 史立伟 臧利国 文少波 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第13期87-91,共5页

电机驱动系统是电动汽车的动力核心部件。针对某型纯电动运动型多功能汽车(SUV)的水冷式永磁同步驱动电机进行了设计与仿真分析。基于整车参数对匹配电机的设计指标进行了计算和选取,分析了电机的热源与热传递特性,设计出周向螺旋式水... 电机驱动系统是电动汽车的动力核心部件。针对某型纯电动运动型多功能汽车(SUV)的水冷式永磁同步驱动电机进行了设计与仿真分析。基于整车参数对匹配电机的设计指标进行了计算和选取,分析了电机的热源与热传递特性,设计出周向螺旋式水冷结构。基于有限元软件Ansoft对电机磁场进行了仿真,结果表明设计的电机能较好地满足车辆驱动要求。 展开更多

关键词 电动汽车 永磁电机 水冷 有限元

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某悬臂式掘进机用切割主轴断裂分析及改进研究 被引量：4

14

作者 宋雨 李云鹏 +2 位作者 张红涛 陈亮 党齐乾 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1495-1500,共6页

为找出作为某悬臂式掘进机的关键零部件之一-切割主轴发生断裂的原因,解决此类断裂问题,对其进行了多途径的分析,并提出了改进方案。通过对该切割主轴进行断口宏观形貌分析、材料化学成分和机械性能分析、微观组织分析、有限元应力分析... 为找出作为某悬臂式掘进机的关键零部件之一-切割主轴发生断裂的原因,解决此类断裂问题,对其进行了多途径的分析,并提出了改进方案。通过对该切割主轴进行断口宏观形貌分析、材料化学成分和机械性能分析、微观组织分析、有限元应力分析等多种方式,得出失效结论并针对原因提出了相应的改进方案。结果表明:该切割主轴在实际复杂的工况下,由于机加工及热处理过程中存在不足,以及使用过程中的非正常操作,导致其在运行过程中应力集中较大位置出现断裂失效。根据失效原因提出了相应改进方案:通过优化结构和改善加工,减少应力集中状况;改进热处理工艺,提高其机械性能等方法提高该轴的使用性能,满足其功能需求。研究结果可在解决轴类传动件失效问题及改善轴类传动件的使用性能方面提供一种很好的参考价值。 展开更多

关键词 切割主轴 应力集中 断裂

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突变流道内空化准周期特性研究

15

作者 王壮 王江云 +2 位作者 薛凯 王娟 侯琳倩 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期855-866,共12页

采用环路动态实验测量和数值模拟方法对突变流道内的空化过程进行了研究,通过不同位置空泡气相体积分数、压力波动和频谱规律分析考察了不同空化状态下的准周期演化特性,发现不同空化状态下频谱规律不尽相同。由云状空化过程中的气相体... 采用环路动态实验测量和数值模拟方法对突变流道内的空化过程进行了研究,通过不同位置空泡气相体积分数、压力波动和频谱规律分析考察了不同空化状态下的准周期演化特性,发现不同空化状态下频谱规律不尽相同。由云状空化过程中的气相体积分数和压力波动分析可知,流场内存在两类波动频率,分别以空泡团的低频脱落和微小空泡的高频再生、汇聚形式存在;同时发现不同空化状态下低频、高频变化规律的差异与空泡的形态和汇聚演化过程紧密相关。这种现象阐释了空化准周期演化过程的本质是微小空泡周期性生长后汇聚成团或直接脱落所导致的。 展开更多

关键词 数值模拟 空化演变 空泡 频谱规律 准周期特性

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旋挖钻机自动加压技术研究 被引量：1

16

作者 刘娜 王转来 《液压与气动》 北大核心 2015年第6期101-103,共3页

旋挖钻机工作过程中,加压力的大小直接影响动力头输出的扭矩值,从而影响施工效率。该研究设计了一种自动加压技术,并对该技术的工作原理、实施方法及试验验证进行了详细的介绍和分析。

关键词 旋挖钻机 自动加压 匹配

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高速伸缩臂叉车静液压控制系统分析设计 被引量：1

17

作者 李璐 王勇 李凯 《中国工程机械学报》 2012年第1期64-67,共4页

设计了高速伸缩臂叉车静液压控制系统,该系统采用了发动机与变量泵复合控制的方式,实现了叉车的联合操作,即在叉车行驶过程中能够正常操作作业机构而不影响对行驶机构的控制,同时还实现了发动机转速随负载变化而自行优化调整的功能,充... 设计了高速伸缩臂叉车静液压控制系统,该系统采用了发动机与变量泵复合控制的方式,实现了叉车的联合操作,即在叉车行驶过程中能够正常操作作业机构而不影响对行驶机构的控制,同时还实现了发动机转速随负载变化而自行优化调整的功能,充分利用了发动机功率. 展开更多

关键词 高速伸缩臂叉车 静液压传动 控制系统 联合操作

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救援车载钻机起下钻机构时效优化设计方法

18

作者 曹超 毛炳权 +4 位作者 张忠海 常仁齐 赵继云 韩静 黄笛 《煤田地质与勘探》 2025年第8期247-258,共12页

【目的】在矿山事故救援领域,车载钻机开展地面钻孔作业开辟竖直救生通道最为有效。但受车辆载重限制,需平衡起下钻执行机构驱动速度与稳定性,建立参数优化设计配置体系,充分配置钻孔机构作业能力,是保障救援效率的关键。【方法】通过... 【目的】在矿山事故救援领域,车载钻机开展地面钻孔作业开辟竖直救生通道最为有效。但受车辆载重限制,需平衡起下钻执行机构驱动速度与稳定性,建立参数优化设计配置体系,充分配置钻孔机构作业能力,是保障救援效率的关键。【方法】通过构建车载钻机起下钻机构时空多重规划模型,明确了车载钻机关键参数范围和设计流程,按照多执行机构梯形或S形速度曲线分类规划原则,开展了钻机多执行机构时序规划和运动学规划;通过Adams和AMESim构建了双向耦合机液动力学模型,分析了机械系统和液压驱动系统的动态特性,优化了驱动系统参数配置和救援车载钻机主要机构的动态设计参数;构建了包含时序、运动、驱动的全局时效优化设计方法,形成了完整的救援钻机起下钻机构参数设计闭环。【结果和结论】(1)采用并行作业配置策略,可以将下钻时间和起钻时间分别缩短17.7%和17.5%,各执行机构中最大应力集中于铰接点,运动状态切换时振动与载荷冲击最大。(2)通过动力学迭代优化起下钻机构并行动作时序,使给进油缸执行提升动作时最大应力降低37.76%,翘起油缸执行动力头回落动作时最大应力降低4.66%。(3)起下钻机构样机动作时序测试表明,实际运动时间误差≤5.83%,振动幅值满足约束要求。研究提出的车载救援钻机时效优化设计方法对提升钻孔救援装备能力和效率具有重要意义。 展开更多

关键词 救援车载钻机 多机构协同 运动学规划 机液动力学 参数匹配 起下钻机构 时效优化

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地面钻孔救援车载钻机钻进速度的混合微分器估计方法

19

作者 王云飞 赵继云 +2 位作者 胡永杰 张宗阳 潘晓晨 《煤田地质与勘探》 2025年第8期238-246,共9页

【背景】车载钻机是地面钻孔救援的关键设备,通过竖直钻孔将地面与地下灾区的直接连通,为被困人员提供救援通道。其中,钻进速度是评价地面救援钻孔作业效果的重要指标,但是受传感器限制无法直接获取。【方法】因此,设计了一种基于新型... 【背景】车载钻机是地面钻孔救援的关键设备,通过竖直钻孔将地面与地下灾区的直接连通,为被困人员提供救援通道。其中,钻进速度是评价地面救援钻孔作业效果的重要指标,但是受传感器限制无法直接获取。【方法】因此,设计了一种基于新型混合微分器的钻进速度估计方法,利用可测量的位移信号计算钻进速度。构建了连续型切换函数,结合其导数分析了新函数的收敛特性,设计了一种兼具线性和非线性特征的新型混合微分器,并利用李亚普诺夫函数证明了其全局渐近稳定特性。在Matlab软件中设计了3种对比控制器,分别开展正弦型信号和三角波型信号下的钻进速度仿真分析。【结果和结论】仿真结果表明,所设计新型混合微分器在正弦型位移信号下的速度平均估计误差约为0.1 m/s,最大估计误差约为1.02 m/s,标准差约为0.09 m/s;在三角波形位移信号下的速度平均估计误差约为0.29 m/s,最大估计误差约为2.07 m/s,标准差约为0.47 m/s。在徐工XSL1500车载救援钻机上开展连续性和间歇性提放实验,发现所设计的新型混合微分器在两种工况下具有良好的响应速度和降噪能力,更适用于不确定环境下钻进速度的获取。本研究提出了一种基于新型连续切换函数的混合微分器设计方法,设计了联合混合微分器和位移传感器的钻机钻进速度估计方法,为车载钻机钻进速度的获取提供了理论支撑和实践经验。 展开更多

关键词 地面钻孔救援 车载钻机 混合微分器 连续切换函数 钻进速度估计

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