随着液压技术的不断提高,液压设备正在向大型、高速、高压以及智能化方向发展。由于液压设备结构和工况的特殊性,使得液压设备动态信息在传递过程中受到多种复杂的耦合效应和非线性因素的影响,传统的压力、流量、振动、噪声等信号源已经无法保证多能域耦合液压系统运行状态信息的客观性和完整性;此外传统的信号处理方法在强耦合、大噪声的影响下,难以实现特征分离。转速波动分析是旋转机械领域采用的一种有效性能评估和故障诊断方法,能够很好的揭示各类旋转设备的运行状态和故障演化机理。液压系统产生的瞬时转速波动会对设备运行安全以及系统性能带来极大影响,大型设备中液压泵和马达转速波动的产生机理及抑制方法已成为领域研究热点。本文以变转速泵控马达系统为研究对象,分析了柱塞设备(泵/马达)转速波动的产生机理,利用流体仿真平台-AMESim搭建了变转速泵控马达液压系统的仿真模型,研究了不同油液物性参数以及环境工况对泵源转速波动的影响机理,并对泵控马达系统泵源转速波动的抑制方法进行了研究,为开展液压系统控制策略以及性能优化等方面的研究提供了理论依据和技术手段。本文完成的主要工作如下:(1)研究了变转速泵控马达液压系统转速波动的产生机理。根据泵控马达液压系统的工作原理,并对柱塞设备(泵和马达)的全耦合动力学模型进行求解,理论上分析了液压系统泵源转速波动的产生机理,其主要影响因素包括:设备结构参数、负载压力、输入转矩、油液物性等。(2)利用AMESim仿真软件建立了泵控马达液压系统的整体仿真模型。基于柱塞设备的结构和工作原理,分别建立了林德HPV-55轴向柱塞泵和林德HMV-105轴向柱塞马达仿真模型,并依据闭式液压系统工作原理,搭建了闭式液压系统模型,在建模过程中,充分考虑了油液物性以及泄漏对泵源转速波动的影响机制。通过实验结果与仿真对比分析可以得出:随着转速的升高,泵源转速波动会明显增大;随着压力的升高,转速波动会明显降低,验证了模型的有效性。基于仿真模型,分析了油液温度、含气量和黏度对油泵转速波动的作用机理,结果表明:随着油液温度的升高,泵源转速波动程度增大;随着油液含气量的增大,转速波动趋势是先减小后增大,其范围分别为0.01%~0.18%和0.18%~0.51%;随着油液黏度的增大,液压泵转速波动幅值和转速波动率均减小。(3)研究了柱塞泵转速波动信号特征提取方法。工程实际中,液压系统中噪声与油液脉动之间存在耦合作用,使得瞬时转速信号变得异常复杂,因此基于零相位阶比滤波的信号处理方法,可以成功提取转速波动特征信号及其阶比谱,为基于转速波动评价变转速泵控马达系统的控制策略及性能提供方法支持。(4)通过实验研究了蓄能器充气压力、容积以及负载转动惯量等因素在不同工况下对系统泵源转速波动的抑制效果,结果表明:在不同的工况下,随着蓄能器的充气压力的增大,液压系统的缓冲作用会增大,泵源转速波动会明显降低;而随着蓄能器容积的增大,其泵源转速波动会先降低后升高;在不同转速和负载压力下,随着负载转动惯量的增加,泵源转速波动均会有所降低。通过研究,得知液压系统中抑制系统泵源转速波动的相关参量,为系统的结构优化设计以及系统的安全运行提供了理论依据。