2026科技节院校风采：太原理工大学技术团队携多款创新成果亮相科技节

6月13—14日，由中国工程机械工业协会（以下简称协会）与浙江大学高端装备研究院（以下简称研究院）联合主办的2026工程机械行业科技节（以下简称科技节）将在杭州临平举行。

本届科技节主题为“工程机械+智能智造·机器人化·人工智能·新能源”，将通过系列精彩活动，为工程机械行业政产学研用协同创新、成果转化、学术研讨提供高水平的交流平台。

届时，太原理工大学机电装备节能与智能控制技术团队携多款创新成果亮相科技节。

该团队依托太原理工大学机械工程一级博士点、智能采矿装备技术全国重点实验室等平台，聚焦机电装备高能效智能驱控、故障诊断与安全运维和数字化设计等研究方向。此次科技节上，团队将带来以下创新成果。

 “阀口面积压差多参数智能调控型比例多路阀” 

工程机械用多路阀采用机械式压力补偿器控制流量，存在精度低、小流量控制难、功能单一、分流特性差（流量饱和）等不足，难以满足智能化发展背景下，用户对主机多功能、精准操控和自主运维的需求。为此，团队着力研发阀口面积、压差多参数独立调控型比例多路阀，实现阀口流量参数精确解耦控制，突破现有多路阀面积/压差非线性耦合造成流量精度低，以及单一变量控制阀的功率域受限的问题。据试验数据，流量精度由现有10%左右提升到4%以内，并在50%～140%额定流量范围内实现了宽功率域增益自适应智能调节，实时动态匹配系统工况需求。精细作业模式下提升微动操控平稳性与柔和性、高速作业工况下保障动力响应的迅捷性和低压损。通过软件编程灵活定义流量特性，显著提升了阀的流量控制性能与工况适应能力，赋能主机智能化发展。

“测控融合型电液比例方向流量阀”

高性能伺服比例阀是重型装备实现智能化的核心控制元件，也是制约我国重型机械装备实现赶超世界先进水平需要跨越的难点。

团队发明了基于主阀和先导阀级间流量反馈的新型伺服比例方向流量阀，仅采用一种机械结构，通过选装位移传感器即可灵活构成四种不同构型的比例方向流量阀，可适配开环、闭环等多种主机控制需求，显著提高了产品的适应性与经济性。该阀的另一创新是实现了输出流量的控测一体化。在主级和先导级之间配置低压损流量感知单元兼具流量检测与控制功能，无需外部流量计或压力补偿阀，即可实现主阀口流量的高精度控制和感知。同时，基于阀的流量信息和压力数据，通过构建各部件累积能量耗散—损伤机理模型，创新提出基于累积能量耗散特征的液压元件及系统多场景智能运维方案，实现无/少传感器情况下重型机械装备的智能故障诊断和寿命预测，为我国重型装备的智能化升级提供全新的技术路径。

“电气液压双动力重载直线执行器”

液压传动功率密度高、输出力大，但能效较低；电机械传动能效高、控制性能好，但功率密度低且承载能力弱。二者均无法满足重型装备对高能效、高承载和高性能的要求。

为此，团队对二者进行优势重组和结构集成，发明电气液压双动力集成驱控重载直线执行器技术，该执行器具有电气和液压两个动力源，以及与之匹配的液压传动和机电传动机构。其核心原理为，采用高能效小功率电机械传动代替液压阀无节流损失地控制执行器运动，液压传动随动放大电气动力提高功率密度和承载力，充分发挥二者优势。执行器运动控制动态响应显著提升，定位精度等同于现有的液压系统，而功率密度可经过液压系统压力和执行器活塞面积按需调控。该执行器技术不仅可高效控制单执行器，也适用于多执行器系统，实现动势能高效回收利用、载荷差异均衡以及极低压损驱控。用于油压机的试验样机，整机能效显著提升。该技术还可拓展应用于航空航天、国防军工、农业、林业机械和重型机械等装备。

“挖掘机数字样机及孪生平台”

电缸与液压缸相比，具有更优异的速度控制、位移控制和推力控制精度，可对各运动关节进行独立控制。

目前，工程机械数字孪生远程操控系统仍高度依赖从真实挖掘机回传的大量原始传感器数据来驱动本地数字样机实现同步，导致网络带宽压力巨大、系统延迟显著以及远程操控下视频流界面的临场感缺失。团队提出了轻量化模型与高精度分布式模型并存孪生建模方法，攻克孪生模型与物理机运行速度失配问题，速度提升明显，实现实时仿真；提出基于特征补全的孪生方法，攻克了装备作业过程数据量大、时延大等问题；提出真实机器—缩比模型—孪生模型三端互为驱动的数字孪生架构，实现缩比样机增强远程遥控感知、孪生模型背后高精度仿真模型增强数据再现，同时引入增强现实，提升操控效率。

“电液比例阀阀芯位移智能控制器”

电液比例阀是工程机械、矿山装备和重型机电装备中的核心控制元件，其阀芯位移闭环性能直接影响系统的精细调节、换向一致性和动态响应。针对比例阀零位附近存在死区、摩擦、滞回及参数漂移等问题，研究构建了“上位机—嵌入式控制器—功率放大器—电液比例阀—位移反馈”的分层闭环架构，形成集参数配置、实时控制、状态监测和数据记录于一体的智能控制平台。控制方法上，提出基于闭环采样数据的在线死区辨识方法，通过有效运动事件提取、候选边界筛选、平滑更新和可信发布，实现左右死区边界的实时跟踪；进一步设计不对称逆映射补偿，提高零位附近小信号向有效驱动的转化能力；同时引入模糊自适应PID主控制器，在线修正控制参数，构建“在线辨识—逆映射补偿—自适应控制”复合控制策略。

试验结果表明，该方法可显著缩小等效死区，降低超调量，缩短上升时间和调节时间，提升比例阀在小信号、阶跃和扫频工况下的响应品质与工况适应能力，为电液装备智能化升级提供控制器技术支撑。

6月13—14日，诚挚邀请行业同仁及科技爱好者莅临现场，太原理工大学愿与大家携手，以科技创新推动工程机械行业向更绿色、更智能、更高效的方向高质量发展。

责任编辑：D1CM 文章来源：中国工程机械工业协会