河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室
【总体简介】 重型机械流体动力传输与控制实验室隶属燕山大学机械工程学院机械电子工程学科，是国内较早从事重型机械流体动力传输与控制的实验室，1975年成立，2005年被纳入河北省重点实验室管理序列。现有国内知名度较高的机电控制工程研究所、气动技术研究所和机电工程实验中心。其一级学科“机械工程”是国家一级重点学科，一级博士点学科、具有机械工程博士后流动站。下设三个硕士点：机械电子工程、流体机械、流体传动及控制。1986年获硕士学位授予权，2000年获博士学位授予权。实验室现有固定研究人员28人，其中，国家特贴获得者3人，河北省后备院士1人，省部级突出贡献的中青年专家3名，博士生导师5人，实验室队伍中正高职14人，副高职13人；博士学位获得者10人，具有在国外学习经历的7人。另外还聘请了多位国内外的知名专家、教授为实验室的兼职教授。
重型机械流体动力传输与控制实验室依托机械电子工程学科，它是现代机械科学的重要分支，主要研究流体动力分配、传递与控制的规律，致力于提高传动与控制过程的运动学品质，满足工程技术目标和环境要求，具有机械、微电子技术、液压与气动、现代测试、现代控制和计算机技术交叉综合的技术优势。流体动力传输与控制技术无论在军事工业领域还是在民用工业领域都有广泛的应用。
【特色研究】 重型机械流体动力传输与控制实验室在电液控制系统、机器工况监测和故障诊断、应用流体力学研究、新型液压元件、液压系统可靠性研究等方面处于国内领先地位，取得了许多重大科研成果。实验室已形成特色鲜明的研究方向6个：重型机械电液伺服控制系统的研究；管道动特性及智能蓄能器的应用研究；机电系统先进控制策略的研究；智能故障诊断预报及系统可靠性研究；新型流体元件及复杂流场计算与分析；工程机械智能控制与安全保障系统的研究。
1. 重型机械电液伺服控制系统的研究
电液伺服控制，是流体动力传输与控制技术的核心内容。以王益群教授为首的研发组在当代板带轧机的两大关键技术—板厚和板形控制方面，打破了精轧机组长期依赖进口技术的局面。1992年，把板厚控制研究成果(液压AGC)用于哈尔滨镀铜带钢厂400HC轧机改造，结果使我国第一次用国产技术、国产设备生产出精密带钢。在IGC650HCW精密冷带轧机成套设备研制及关键技术研究项目中，国内外首次成功地实现了内辊缝控制(IGC)和工作辊轴向移动(HCW)的结合，是冷轧控制技术的最新发展，板厚控制精度达到?2?m，生产运行稳定可靠。该项研究获国家科技进步二等奖。2005年成功将该项关键技术与现场总线控制技术相结合，并首次应用于板带材冷连轧机组，填补了国内空白。以孔祥东教授为首的科研团队，将电液控制系统的最新技术应用于在大型锻压设备的控制，成功开发了10MN单臂锻压机电液控制系统、20MN快锻机组电液控制系统、50MN水压机组电液控制系统等系列成套系统。
2. 管道动特性及智能蓄能器的应用研究
该方面的理论分析和实验研究打破了管路效应只有害于系统的传统观点，揭示了管路效应在电液控制系统中的应用前景，提出了管路串联校正和管路并联校正及利用智能蓄能器改善系统控制品质的新概念和新方法，将其应用于实际电液控制系统中，达到了国际先进水平。在智能型液压蓄能器的研究中，在理论上建立了较为完善的蓄能器数学模型和准确的参数选择公式，并以此为依据研制了智能型蓄能器。
3. 机电系统先进控制策略的研究
本方向长期从事机电系统的控制策略研究。利用现代控制理论，跟踪机电控制领域最新研究热点，关于模糊神经网络、时滞混沌理论、容错控制、鲁棒及 控制理论等研究在理论和实际应用上取得了多项成果。
4. 智能故障诊断预报及系统可靠性研究
跟踪现代控制理论领域最新研究热点，在模糊神经网络、时滞混沌理论、鲁棒及 控制理论、故障信息诊断等方面取得了一系列研究成果。在利用混沌性质进行微弱信号检测及智能故障诊断领域，把现代信息技术中的神经网络、模糊逻辑、多分辨分析、专家系统、混沌理论应用于液压系统故障诊断中，做出了许多原始创新性工作。提出了液压系统模糊可靠性预测方法，基于T-S模型的液压系统故障树分析方法，基于故障树分析的液压系统故障诊断搜索策略，基于神经网络和模糊推理的液压系统故障诊断方法。把可靠性技术实用化，应用于工业生产设备的技术改造中，完成了“千吨水压机控制系统更新与可靠性研究”项目，利用可靠性理论进行可靠性设计，使改造后的液压机具有很高的自动化水平和高新技术含量，可靠性、安全性明显提高，生产率大幅度提高，取得了巨大经济效益。该项目2000年获河北省科技进步二等奖。
5. 新型流体元件及复杂流场计算与分析
提出了一种体外驱动、锥形螺旋叶轮转子在轴向和径向完全实现磁悬浮的新型血泵；建立了液压元件内部流场以噪声、能量损失和静、动态性能为优化目标的优化设计准则。针对组织工程支架内微管网内微流体的流动建立数学模型，建立了组织工程支架内管网结构主要参数的设计原则。设计开发了开路式柱塞泵、双定子力偶泵、宽曲线双定子滚柱泵、双作用变量叶片泵等多种新型液压元件。
将有限元理论应用于液压技术中多种异形断面流道的分析与计算；对液压技术中的断面突扩与突缩、液压集成块内部的复杂流道、各种节流孔口等流场进行了系统的数值模拟，并给出流场的数值计算可视化图形图像，在此基础上定性分析流体噪声、能量损失与流场结构之间的关系等，并提出复杂流道设计中应注意的问题和相应的改进措施；对液压滑阀和液压锥阀流场进行了系统的数值模拟。计算了不同开口度、不同结构和不同阀座尺寸下流场结构的可视化图像，指出阀口处及阀腔中形成的涡旋是导致能量损失和流体噪声的主要原因，并提出相应的改进措施，液压元件与系统的节能降噪提供了理论基础。
6. 工程机械智能控制与安全保障系统的研究
工程机械在国家基础建设中发挥着巨大的作用。本方向针对工程机械电液控制系统的智能化控制提出了基于轨迹规划的自动化作业控制方法，对于提高工程机械的工作效率具有重要意义。针对工程机械操作的安全性问题，利用现代传感技术与控制技术，规划、监控工程机械（如起重机、高空作业车、消防车等）的操作空间，对保护操作人员的人身安全和设备提供技术基础。
【创新能力】 实验室具有极强的创新能力。结合与国家发展紧密相关的重大课题，在液压系统的节能控制、重型工程车辆电液控制系统、提高液压元件寿命等方面申请专利技术36项。已获国家发明专利 3 项，实用新型专利 19 项。在新型液压元件的开发应用方面，基于具有自主知识产权的实用专利技术，成功研制多种新型液压泵、液压马达和多功能电液控制阀。滑块泵两种新元件，并已通过实验测试。2000年以来，实验室先后承担了国家及省部级等70项研究课题，其中国家自然科学基金项目9 项，国家攻关项目3项，国家其它基金 4项，河北省自然科学基金项目6 项，其他省部基金26项。近3年来科研经费累计达4230万元，其中纵向科研基金达416万元，完成企业横向课题47项，转让技术11项。获国家科技进步二等奖2项，省部级科技进步二等奖6项，省部级3等奖4项。利用实验室的研究成果在国内外重要刊物及学术会议上发表学术论文1286 篇，被国际著名检索SCI、EI、ISTP收录共128篇。公开出版教材和学术专著9部。
【科研条件】 本实验室具有功率等级高、精度高、能够满足教学和科研要求的技术先进的液压元件实验平台，同时面向社会服务。平台总体及测试软件由北京机械工业自动化研究所国家液压元件测试中心制造，可依据国家标准完成总功率不大于220Kw的液压元件（流量控制阀、方向控制阀、压力控制阀、比例控制阀、比例伺服阀、电液伺服阀、液压泵、液压马达、液压缸）、液压传动系统、液压伺服系统动静态参数的性能测试以及油液污染度的离线及在线检测等。平台可采用比例或手动控制调节，数据的采集、处理均由计算机实现。