第十一屆全國流體傳動與控制學術會議綜述

陶建峰， 張青松， 孫 浩， 徐 兵， 劉成良， 焦宗夏

(1.上海交通大學機械系統與振動國家實驗室，上海 200240；2.北京機械工業自動化研究所有限公司，北京 100120；3.浙江大學流體動力與機電系統國家重點實驗室，浙江杭州 310027;4.北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院，北京 100083)

引言

全國流體傳動與控制學術會議是流體傳動與控制領域最有影響力的全國性大型學術會議；會議每2年一屆，首屆會議為2000年，目前已成功舉辦11屆。會議采用大會報告、分會場報告、張貼報告以及工業界新產品和新技術小型展覽等形式，為該領域的研究人員、制造商及用戶提供交流和討論最新成果與創新思想的平臺。

第十一屆全國流體傳動與控制學術會議由中國機械工程學會流體傳動與控制分會主辦，上海交通大學機械與動力工程學院、機械系統與振動國家重點實驗室承辦，北京華德液壓工業集團有限責任公司、SMC(中國)有限公司、上海敏泰液壓股份有限公司、寧波華液機器制造有限公司、星宇電子(寧波)有限公司、浙江海宏液壓科技股份有限公司、黎明液壓有限公司、新鄉市平菲液壓有限公司、廣州市新歐機械有限公司協辦。會議于2020年10月31日-11月2日在上海市順利召開。

本屆會議邀請楊華勇、焦宗夏等知名專家作大會報告9個，收錄內容涉及人工智能與數字化、元件與系統、密封/摩擦與潤滑等6個方向論文133篇；會議評選出5篇會議最佳論文、5篇會議優秀論文、7篇優秀海報論文?？傆?10余位領域專家、學者、科研工作者出席了會議。會議在形式、內容、規模和質量方面取得了新的高度；因此，及時對會議主題、征文范圍及大會報告與會議論文開展綜述并就相關統計數據進行分析討論，對流體傳動與控制學科發展，后繼會議的組織籌備以及國內學者和工程技術人員的研究有積極參考借鑒價值。

1 大會主題

學術會議應當設立主題，以反映學科近些年的最新發展方向或熱點問題，同時對國內科技發展和經濟發展起促進作用。因此，自第四屆開始，全國流體傳動與控制學術會議每一屆都設定大會主題，如“流體傳動與信息化”(2006)、“國防與創新”(2008)、“發展·環境”(2010)、“節能環保與流體動力”(2012)、“綠色·數字·智能”(2014)、“面向未來的流體傳動與控制”(2016)、“基礎·融合·創新”(2018)。

總結上述主題可以發現：以往各屆會議主題主要著重于流體傳動與控制專門技術或應用領域的擴展，強調學科的自我完善與縱深探索。從會后效果看，這些會議主題對國內流體傳動與控制領域的學科方向與技術發展起到了非常重要的引領作用，也取得了令人鼓舞的成果。然而，必須清醒認識到流體傳動與控制是一個傳統學科，相關的技術正面臨來自其他傳動技術的嚴峻挑戰；同時，人工智能等學科的興起正在從技術、人才等各個方面對傳統學科產生深刻的影響，如何利用新興技術為傳統領域的學科發展注入新的活力被普遍關注。為此，第十一屆全國流體傳動與控制學術會議確定會議主題為：流體傳動與控制+人工智能，希望通過交流和研討相關科學研究及工程實踐的成果，促進流體傳動與控制和人工智能的交叉融合，推動流體傳動與控制理論、方法、技術及其工程應用在智能、可靠、高效、綠色方面的創新發展，同時增強學科對優秀青年人才的吸引力。

2 征文范圍

大會主題是學術會議的靈魂，會議論文則是靈魂的載體；因此，學術會議征文范圍選定對于會議的規模和質量有直接而重要的影響。流體傳動與控制作為傳統學科，保持其全國會議的學術水平是會議組織面臨的長久挑戰；與此同時，流體傳動與控制學術會議論文征文也無法脫離國內流體傳動與控制領域研究重工程、偏應用的研究現狀，調和會議學術性與領域研究現狀的矛盾，是確定會議論文征文范圍要重點考慮的一項任務。

表1 11th IFK與FPMC2019征文范圍

分析國際上流體傳動與控制領域學術會議，可以發現相關論文征文范圍有3種模式：以研究對象或應用領域確定征文范圍、以熱點問題確定征文范圍以及二者的融合。表1為第十一屆國際流體動力會議(11th International Fluid Power Conference，Aachen，11th IFK)確定的征文范圍和2019年流體動力與運動控制研討會(ASME/BATH 2019 Symposium on Fluid Power and，FPMC2019)的征文范圍。借鑒上述國際會議的征文范圍，結合國內流體傳動與控制領域研究現狀，確定本屆會議征文范圍： ① 人工智能與數字化；② 元件與系統；③ 密封、摩擦與潤滑；④ 節能與環保；⑤ 可靠、安全與可維護性；⑥ 工程應用。

3 大會報告與論文

3.1 大會報告

本屆學術會議邀請楊華勇、焦宗夏等知名專家作了9場大會報告：《超高壓大流量軸向柱塞泵研制的一些進展》(楊華勇)、《高性能飛行器導航制導與控制半實物仿真裝備與試驗環境》(焦宗夏)、《液壓元件與系統輕量化研究進展報告》(孔祥東)、《車輛慣性調控懸掛技術研究》(趙丁選)、《機器人化農機裝備關鍵技術及發展趨勢》(劉成良)、《地面無人運動平臺及其關鍵技術研究》(王軍政)、《人機-環境共融的重載液壓機器人》(徐兵)、《重載艦船姿態模擬搖擺臺液壓伺服系統關鍵技術研究》(李寶仁)、《電液伺服系統非線性控制理論與方法》(姚建勇)。

各報告主要內容如下：楊華勇院士介紹了超高壓大流量軸向柱塞泵關鍵構件的表面強化工藝和結構優化方法、大流量軸向柱塞泵的減振降噪技術、基于比例閥及高速開關閥的電控泵閉環控制策略以及超高壓大流量軸向柱塞泵虛擬樣機和實驗技術的研究進展。焦宗夏教授介紹了高性能飛行器導航、制導與控制半實物仿真裝備與試驗環境研究的成果，以及基于多總線調度與時間匹配管理的半實物仿真系統架構、多自由度多構型高動態力模擬系統，寬速域大過載高精度運動模擬系統關鍵技術研究等方面取得的進展。孔祥東教授介紹了液壓輕量化研究的背景意義、技術現狀、發展趨勢，分享了一體化電液執行器、碳纖維液壓缸、非金屬小型化開式/閉式液壓油箱、增材制造液壓集成單元、機器人輕量化演示平臺的研究進展。趙丁選教授闡明了慣性調控懸掛的工作原理，介紹了基于“車前地形”和基于“位姿偏差”的慣性調控懸掛控制方法和關鍵技術，以及流體傳動與控制技術在其中發揮的核心作用，同時報告了相關技術在舉高噴射消防車等裝備上的應用效果。劉成良教授從國內外各種各樣的農業機器人入手，介紹了大田農業機器人和設施農業機器人現狀及發展趨勢，分析了本體設計、智能感知、智能決策、導航與控制、大數據/物聯網/云服務、標準化等農業機器人關鍵技術。王軍政教授介紹了其團隊在液壓、電機驅動的多種無人運動平臺及涉及到的智能感知、伺服驅動和自主運動等方面取得的技術突破和創新成果，包括液壓四足機器人、伺服泵控馬達驅動無人車、四輪驅動前后轉向電動無人車等。徐兵教授介紹了面向人機-環境共融的重載液壓機器人研究進展，包括面向狹小空間作業驅控一體化重載混聯球腕及其七自由度冗余液壓臂、泵閥協調控制的高效電液驅動系統及其運動規劃方法、多關節電液系統振蕩抑制與高精度遙操作策略等。李寶仁教授介紹了重載三自由度(垂蕩、橫搖、縱搖)艦船姿態模擬搖擺臺特點，分享了重載裝備低功耗系統驅動技術、多缸動態同步控制技術、轉動負載時變參數精確辨識技術的研究進展。姚建勇教授系統討論了電液伺服系統的物理模型，匯報了未知參數自適應估計、時變干擾非線性觀測、前饋補償殘差非線性魯棒控制等方法，分析了傳統線性控制與非線性控制的優劣，探討了電液伺服系統高性能控制的發展方向。

3.2 會議論文

1) 人工智能與數字化

本屆會議上流體傳動與人工智能的結合主要體現在制造、元件/系統的故障診斷與健康管理方面。如：冀浩楠等[1]結合增材制造的工藝特點，提出基于專家系統的智能流固耦合仿真分析方法，通過元模型法經數據學習后獲得流道的設計空間，在壁面強度約束下以減小壓降與壁面厚度為目標，用優化算法尋求優化設計方案，提高設計優化過程的計算效率和求解準確度。邱在輝等[2]提出了一種基于邊緣計算飛機燃油系統健康管理方法，通過搭建仿真虛擬機進行數字化仿真，并運用遷移學習的方法，證明所提出的方法相較于傳統的方法，在能夠滿足故障定位與預測的基礎上，使數據處理更靠近源頭，能夠對故障進行更快的診斷。快速起豎裝置在自卸車等工程機械以及導彈發射車等軍事領域均有較為廣泛的應用，邱寒雨等[3]以快速起豎裝置液壓驅動系統為研究對象，提出一種基于BP神經網絡和AdaBoost算法的故障診斷方法，將BP神經網絡與逐步疊加建模算法結合構造了多分類BP-AdaBoost算法。石存等[4]針對電靜液作動器(Electro-Hydrostatic Actuator, EHA)高速泵滑靴/斜盤副的偏磨磨損，分析其失效物理模型，揭示了EHA高速泵變載荷歷程與退化模型之間的映射關系，提出基于失效物理與改進粒子濾波的EHA高速泵智能壽命預測方法，通過和傳統粒子濾波算法和實驗測得數據進行對比，驗證了方法的有效性。王立堯等[5]提出了一種變分模態分解和極限梯度提升樹融合的空化等級識別方法，在不同空化等級下進行高速軸向柱塞泵空化試驗，采集殼體的振動加速度信號，對信號采用變分模態分解方法并從中提取故障特征以構造特征數據集，利用極限梯度提升樹進行空化等級的識別。此外，任燕團隊將人工智能方法應用于電液換向閥內泄漏[6]、軸向柱塞泵故障診斷[7]，開展了有益的嘗試。

2) 元件與系統

本屆會議關于元件與系統的研究論文數量是最多的，關注的對象包括泵、閥、執行機構(馬達、缸、人工肌肉等)，研究重點為各類元件的建模、分析、設計與控制，少量論文涉及基礎科學問題的研究：

(1) 在泵的研究方面，黃長勝等[8]搭建了柱塞泵的AMESim模型，在變量機構回路中加入阻尼孔元件，通過測試柱塞泵在加入阻尼孔前后于不同轉速下對應的壓力和振動信號，利用小波包對信號進行消噪處理，經過傅里葉變換得到功率譜密度。盧岳良等[9]提出了一種航空液壓泵的卸荷方法，對卸荷機構原理以及基于AMESim的動態特性仿真進行了分析。施嘉佳等[10]運用1D-3D聯合仿真模型進行缸體傾覆的原因研究。張小龍等[11]搭建一種新型十字擺盤驅動式水液壓軸向柱塞泵的ADAMS-AMESim固液耦合仿真模型，分析了配流閥閥芯質量、彈簧剛度等參數對該新型泵容積效率的影響，并對其配流系統進行優化設計。杜睿龍等[12]通過建立內嚙合泵出口壓力脈動的集中參數模型，考慮了齒輪副的端面平面度誤差對泵的內泄漏量及壓力脈動的影響。寧志強等[13]提出了四配流窗口軸向柱塞馬達機液耦合仿真分析的實驗方法，基于AMESim和RecurDyn聯合仿真得到四配流窗口軸向柱塞馬達不同工況下柱塞副、滑靴副間的的瞬態應力應變。

(2) 在閥的研究方面，陳立娟等[14]建立比例閥的非線性數學模型，提出了一種基于前饋補償的控制方法，通過AMESim仿真驗證方法的有效性。李躍松[15]基于Simcape建立了雙噴嘴擋板力反饋兩級電液伺服閥的多學科物理模型，并對其性能進行仿真分析。韋春輝等[16]提出了一種新型定節流孔車用比例壓力閥，建立了數學模型并對其調壓特性進行仿真分析，驗證了模型的有效性，獲取了壓力動態和閥芯動態特性。劉神等[17]提出一種壓扭聯軸器式2D緩沖閥，以壓扭聯軸器為傳動裝置改進現有2D緩沖閥，聯合仿真實現了不同工況條件的緩沖閥性能分析。張晉等[18]以Fluent軟件為平臺，建立DN25超高壓插裝閥流場有限元模型，結合閥口的節流特性分析了流體的速度場和壓力場，得到了流量及閥芯液動力關系。楊友勝等[19]建立了微型先導式海水液壓減壓閥數學模型，研究了主閥彈簧剛度、主閥預緊力以及阻尼孔尺寸對其靜動態特性的影響并進行了性能試驗。董文勇等[20]針對一種高壓大流量插裝式先導型溢流閥展開仿真分析與優化設計，實現溢流閥滿足高壓大流量指標且調壓偏差盡量小的要求。張增猛等[21]對音圈電機直驅水液壓球閥進行了數值和試驗分析，用于指導直驅閥閥芯位移的閉環控制設計。孟彬等[22]柱提出一種新式力馬達結構，建立了力馬達的模型并利用Ansoft仿真軟件分析力馬達的力-位移特性，對軸向氣隙面積等主要結構參數進行了分析和優化。劉明瀟等[23]闡述超潔凈閥的工作原理及優勢，通過不同開口下流體介質對閥芯作用力與閥腔內外永磁體間磁場作用力的計算，對閥芯受力特性進行了分析驗證。高隆隆等[24]研究了氣動伺服閥的溫升問題及其對電磁驅動特性的影響規律，建立了直驅式氣動伺服閥磁場-熱場-流場多場耦合模型，為氣動伺服閥的優化設計提供了理論依據。陳珉芮等[25]提出一種球形降噪孔板，研究球形降噪孔板的設置方向及其錐角對過熱蒸汽的流動特性和噪聲聲源的影響，借助Fluent軟件進行了數值模擬。張增猛等[26]設計了一種新的非全周開口滑閥閥芯，進行了CFD仿真分析。黃信菩等[27]以提升增材制造流道成型質量為研究目標，采用選區激光熔融(SLM)法，探討了流道橫截面及打印模型中有無支撐添加對成型質量的影響。

(3) 在執行機構研究方面，陳英龍等[28]提出了一種新型可變剛度的流體驅動柔性致動器，建立了柔性致動器的力學特性模型，并進行了仿真分析和力學特性試驗，驗證了柔性致動器的剛度調節特性。張兵等[29]建立考慮系統安裝誤差、負載剛度和伺服閥零偏等因素在內的雙液壓缸同步控制系統數學模型，提出了基于內力補償和位置補償的控制策略。李順利等[30]建立氣動肌肉PI+Dead-zone遲滯模型，利用最小二乘法完成氣動肌肉PI+Dead-zone模型參數辨識。賈云瑞等[31]設計了一體化雙作用水壓人工肌肉直線執行器，分析執行器運動行程與結構參數之間的關系，并對導流件和動密封部件進行結構設計，使2個水壓人工肌肉的工作壓力可獨立控制。車進凱等[32]設計雙作用水壓人工肌肉關節，采用滑輪組與關節軸承相結合的方式，放大水壓人工肌肉的有效行程并降低傳動的載荷，實現了關節的大范圍運動。謝雨晴等[33]為了研究水壓人工肌肉在水下的性能演化規律和可靠性，設計了水壓人工肌肉水下驅動試驗系統，分析了水壓人工肌肉的力位移特性。張天等[34]提出了一種以水作為傳動介質的閥控液壓擺動缸，建立閥控擺動缸AMESim模型，分析參數對閥控缸系統跟隨特性的影響，聯合仿真研究了PID控制器抗干擾能力和跟隨性能。

(4) 在系統研究方面，孫浩等[35]針對閥控非對稱液壓缸系統設計了基于高斯過程的非線性模型預測控制器，通過求解二次規劃問題，實現控制器輸出最優控制序列。劉赫等[36]提出新的進出口獨立泵控原理，使用2個伺服電機和2個定量泵作為動力源，直接驅動液壓缸的兩腔，對比分析了進出口獨立閥控與泵控系統分別在四象限工況下的運行原理和能效。赫連勃勃等[37]提出一種新穎的非線性流映射方案，利用非線性自適應魯棒反演控制策略實現泵控液壓缸系統在高階動力學、參數不確定性下的精確控制。汪首坤等[38]理論分析了單液壓缸力伺服控制平臺添加負載速度反饋的合理性與有效性，通過大量的實驗數據證明了所采用的控制方法能夠提高力伺服控制的效果。訚耀保等[39]分析了某飛行器液壓作動器動作次序、工作機理、液體回路及鎖緊部件間的協同作用機制，建立鎖緊部件力學模型、作動器活塞和鎖緊銷的數學模型，仿真求解運動部件動態響應，提出了結構尺寸優化方案。權凌霄等[40]對ARJ21-700民機發動機區域某根液壓管路建立液壓管路動力學數學模型，采用ABAQUS軟件進行模態分析和在功能振動載荷作用下的振動響應分析，得到管路固有頻率和應力響應規律，并對管路危險部位疲勞壽命進行預估。蔡少樂等[41]提出了某5 t純電驅動裝載機基于壓力反饋的電液換擋系統及控制策略，利用AMESim建立了機電液仿真模型。王默等[42]提出一種新型主動式液壓互聯懸架系統，基于AMESim平臺，搭建液壓懸架系統的動力學模型，并對模型進行聯合仿真，分析了不同海況下懸架的動態特性。沈友昊等[43]提出了基于虛擬分解控制的EHA控制方法，搭建EHA動力學模型，設計完成基于虛擬分解控制的EHA控制器并開展仿真。張曉堯等[44]根據并聯平移機器人的機械結構及運動特征得到動平臺的運動學正解和逆解，設計了線性自抗擾控制器；根據機器人結構特點設計基于驅動臂跟蹤誤差分解組合的協調控制器，解決了運動協調的問題。林本末等[45]介紹了一種使用壓縮氣體驅動的柔性連續型機械手臂原型機，使用橡膠波紋管，設計、制造并裝配為執行器、執行器組及機械手臂，建立執行器的伸長量與其內部氣壓的理論模型并通過實驗驗證，測試了柔性機械手臂的形變及運動性能。孫志涵等[46]介紹了基于高速開關閥的單閥PID容腔壓力控制策略和雙閥自抗擾(ADRC)容腔壓力控制策略，并對2種控制策略分別進行了實驗驗證。王波等[47]提出了多路閥補償壓差調控原理，設計了電比例減壓閥控制補償壓差方案，實時調控多路閥的補償壓差，實現低壓差下微小流量的精確控制，以及大壓差下執行器的快速響應。劉永狀等[48]研究負載敏感控制多執行器的同步特性，設計了多執行器負載敏感同步控制系統，基于AMESim系統仿真模型，配置了系統參數；在偏載、時變負載、變速等工況下，對比研究了負載敏感控制的同步特性。趙毅等[49]提出了以矢量控制為核心、基于負載敏感的泵出口壓力反饋的控制策略和以CAN總線網絡作為主要通訊工具的電機雙閉環控制系統，建立AMESim-MATLAB/Simulink聯合仿真模型，并進行了試驗研究。

3) 節能與環保

本屆會議在節能與環保方面的研究主要集中在結構優化、儲能技術、液電混合驅動、能量回收/采集等方面，如：魏巍等[50]為降低高速液力傳動過程的流動阻力，根據仿生學原理在葉片壓力面沿中間流線構建矩形、U型、凹坑型非光滑仿生功能微觀結構，并分別對光滑及非光滑表面液力元件進行流場數值模擬，采用實驗設計方法對矩形溝槽參數進行優化設計，為低流動損失葉片表面設計提供了新的研究思路。張鵬舉等[51]研究等壓壓縮空氣儲能技術，解決系統效率低的問題，基于質量守恒和能量守恒定律，建立壓縮空氣的熱力學模型，采用基于氣-液相變的等壓方法，提高了系統效率。王虎等[52]提出了一種恒壓式氣動儲氣裝置，取代傳統定容式儲氣罐，在AMESim中對一個典型氣動回路進行了建模仿真，比較了在回路中使用傳統定容式儲氣罐和恒壓式儲氣裝置的不同的系統工作特性。王金舜等[53]針對水下儲氣裝置在復雜的海洋環境中容易受到海流的影響從而引發結構失效等問題，采用大渦模擬方法，對不同海流條件下的水下儲氣裝置的流體動力學特性進行了數值模擬。肖廣鑫等[54]提出了一種混合儲能系統(HES)，基于一臺1.7 t的微型液壓挖掘機，建立了該混合儲能系統的全尺寸仿真模型，實現了液壓挖掘機動臂能量再生。郝云曉等[55]為提高系統能效，提出一種采用新型執行器的液電混合直線驅動系統，對所提系統工作原理進行了分析，設計了系統控制策略，搭建了仿真模型和原理驗證試驗臺，對系統可行性和特性進行了仿真分析和試驗研究。陳海斌等[56]提出了一種基于雙液壓馬達發電機勢能回收系統，采用AMESim搭建勢能回收系統仿真模型，分析了系統的操控性能；搭建了整機試驗平臺，測試不同負載對系統回收效率的影響。高紅等[57]研究振蕩體波浪能液壓轉化系統，建立了圓柱浮體垂蕩運動激勵液壓缸活塞的時域動力模型、調節閥組的壓力流量模型、蓄能器氣體壓力體積變化模型和馬達/電機轉子動力模型；探索了浮體直徑和入水深度對浮體運動響應、液壓缸輸出力和能量捕獲、馬達輸出功率和轉速及捕獲和轉化效率的影響。侯巖光等[58]采用恒功率可調變量泵的控制策略，設計了一種采用蓄能器回收能量的復合液壓缸式抽油機，在AMESim中搭建了系統模型，并通過模糊控制優化了抽油桿速度特性曲線。吳優等[59]為了準確預測超臨界二氧化碳氣體炮的膨脹做功能力，提出了一種基于Helmholtz方程的氣體炮熱力學模型，該模型能反映超臨界二氧化碳氣體膨脹做功過程中膛內壓力和彈丸速度變化情況，應用數值仿真開展了研究，為后續的膛內流場優化提供了理論指導和依據。楊冬冬等[60]基于有限元分析軟件，采用流固耦合方法模擬橡膠氣囊充放氣過程，獲得不同充氣流量、橡膠氣囊壁厚、剛性護罩內徑下橡膠氣囊的膨脹壓力、膨脹體積和儲能特性，為指導氣動應變能蓄能器定量設計奠定了良好的基礎。

4) 密封、摩擦與潤滑

密封、摩擦與潤滑的研究在本屆會議論文中數量較少，主要包括：汪曉娜等[61]從系統的角度研究摩擦提升機緊急制動動態特性，減小制動時的振動與沖擊，考慮接觸特性和柔性等非線性因素，建立了基于RecurDyn-AMESim的機電液耦合的摩擦提升機聯合仿真模型，并通過實驗驗證了聯合仿真模型的準確性，重點分析鋼絲繩的摩擦轉矩規律。王傳禮等[62]以煤礦水壓安全閥閥芯為研究對象，通過在閥芯表面加工溝槽和凹坑構成的復合織構以改善其動壓潤滑特性；通過建立復合織構閥芯計算流體力學CFD模型，探究閥芯表面壓力分布和承載力特性；對織構產生的動壓承載效果進行交互試驗，研究分析槽坑復合織構中凹坑的半徑、深度，溝槽的寬度、深度以及摩擦副間隙對閥芯承載力的影響。劉繼等[63]以泵的重要摩擦副柱塞副為研究對象，分析了柱塞泵高速工況時慣性離心力對柱塞副的影響，設計了考慮高速工況時離心力影響的單柱塞試驗系統，建立了試驗系統的仿真模型，分析了試驗系統在高速、低速2種工況下柱塞的運動及受力情況，并優化了各元件的設計參數。

5) 工程應用

本屆會議論文涉及的工程應用對象包括挖掘機、隧道掘進機、沉船打撈系統、液壓支架、外骨骼、大深度潛器沖吸復合清淤工具、多軸電液助力式轉向車輛、張緊式系泊系統、深井提升系統等。具體情況如下：陳俊屹等[64]提出一種基于分級壓差控制的雙變動力控制方法，分析了不同目標流量階段與負載實際壓差之間的關系，實現全范圍的流量匹配，控制變量泵的變排量工作區間處于效率較高區域。喬舒斐等[65]提出一種液壓挖掘機動臂液電主被動復合驅動系統，采用電-機械直線執行器控制速度和位移，液壓缸和蓄能器連接，直接回收利用重力勢能，并進行了試驗驗證。曹東輝等[66]介紹挖掘機的工況特點以及與其他行業的不同點，結合挖掘機電液控制系統的特性，深入分析挖掘機閉環控制的難點和原因，綜述了挖掘機閉環控制相關技術的發展現狀及挖掘機未來技術的發展趨勢。張峰瑞等[67]針對在大噸位沉船打撈中的升沉補償技術，提出了一種沉船打撈的雙駁抬吊半主動升沉補償打撈系統，建立了半主動升沉補償液壓系統、纜繩系統與沉船運動的數學模型，建立了負載-纜繩-補償系統的耦合系統，推導了駁船各吊點的升沉補償量。朱團輝等[68]利用正交實驗方法研究水射流壓力、噴嘴直徑、噴嘴移動速度對破巖溝槽深度與溝槽寬度的影響，同時結合刀盤貫入度優化水射流壓力、噴嘴直徑、移動速度等關鍵參數，探索高壓水射流與巖石耦合破巖規律，為進一步揭示破巖機理提供依據。王成龍等[69]提出一種將磁流變緩沖技術應用于液壓支架沖擊緩沖的思路，設計了一種液壓支架緩沖元件，對傳統液壓支架和加裝緩沖元件的液壓支架進行了仿真對比分析。舒月等[70]以多軸電液助力式轉向車輛為研究對象，在二自由度動力學模型的基礎上進一步考慮了電液伺服轉向系統對車輛操縱穩定性的影響，建立以轉向盤轉角為輸入的多軸電液助力式轉向車輛二自由度動力學模型并進行了仿真分析。陳振雷等[71]介紹了可穿戴式下肢外骨骼運動總體控制方案。郭威等[72]設計出一種大深度潛器沖吸復合清淤工具，對作業工具不同的工作模式進行了CFD模擬仿真，并開展了作業工具陸地環境的模擬試驗。易豪等[73]針對某半潛式風機平臺，采用錨鏈和聚酯纖維繩分段連接形成張緊式系泊系統，建立環境載荷數學模型及環境載荷作用下的平臺及系泊系統動力學方程；通過Simulink集總參數計算與AQWA數值仿真2種方式，對比分析風載荷階躍輸入、浪載荷正弦輸入作用下平臺的響應特性。丁孟磊等[74]以深井提升系統為研究對象，應用哈密頓原理建立系統的動力學方程，分析提升容器縱向振動產生機理及振動抑制方法；基于李雅普諾夫理論，對傳統PD算法進行重新優化設計，提出了一種改進的PD振動抑制算法，并證明了控制系統的穩定性。

4 分析討論

本屆會議數據統計如下：邀請大會報告9個，收稿論文206篇，錄用133篇，口頭報告86篇，張貼報告47篇，如圖1所示。錄用的133篇論文按主題分類：人工智能與數字化6篇，可靠性、安全與可維修性11篇，元件與系統分析、設計與控制54篇(液壓47篇，氣動7篇)，密封、摩擦與潤滑9篇，節能環保21篇，工程應用10篇，其他主題22篇，如圖2所示。

圖1 論文收錄情況

論文投稿單位48家，其中高校36所，研究所6所，企業6家。按論文數量排名前10的單位包括：大連海事大學(20篇)、北京航空航天大學(10篇)、北京理工大學/浙江大學(各8篇)、華僑大學/同濟大學/太原理工大學/燕山大學/中國礦業大學(各5篇)、上海交通大學(各4篇)，如圖3所示。最終注冊參會人員510余人，其中高校占83%，研究所占4.2%，企業11.3%，分會/學會1.7%，如圖4所示。

圖2 各主題論文數量

圖3 論文數量排名前10的單位

圖4 參與單位類型占比

本屆會議大會報告內容涵蓋了基礎研究、技術攻關和國防/民用重大工程應用，為學科發展指明了方向，拓寬了應用場景；分會場及海報論文報告真實反映了國內流體傳動與控制領域當前的研究現狀、熱點及發展趨勢，為國內學者和工程技術人員提供了學習與交流的平臺；因此，正如分會主任委員焦宗夏教授在閉幕式上總結的：第十一屆全國流體傳動與控制學術會議是非常成功的。但對于統計數據的深度分析，發現有如下問題值得進一步關注：

(1) 當前國內流體傳動與控制的研究關注元件/系統，重視技術，偏向應用是國內流體傳動與控制領域研究的基本面。會議收錄的133篇論文中基礎研究占比待提高；基礎研究中“需求牽引、突破瓶頸”類研究占了主要部分，研究內容集中在閥芯作用力[62]、泵流量/壓力脈動[12,75]、氣液兩相流特性[76]、閥口特性[77]、氣動肌肉力學特性[28]、水射流反推特性[78]、高速液力傳動過程的流動阻力[50，68]、泵的振動噪聲特性[79]、氣體熱力學特性[8，59]等；其中，浙江大學張軍輝等有關泵的振動噪聲特性研究值得關注，相關的機理研究不只對泵的性能改善有較高價值，還將對泵的健康評估、性能預測及故障診斷提供理論依據。“鼓勵探索、突出原創”、“聚焦前沿、獨辟蹊徑”2類基礎研究目前比較缺乏。

(2) 流體傳動與控制的創新突破停留于領域內技術與應用層面，與人工智能、大數據等新興技術結合薄弱。為推動流體傳動與控制技術與人工智能技術的融合，2018年流體傳動與控制分會成立智能流控專業委員，開展了許多有益的活動，本屆會議也將大會主題定為“流體傳動與控制+人工智能”，引起了領域內相關研究人員的普遍關注，但開展交叉研究的人員為數不多。本屆會議與人工智能直接相關的論文只有6篇，內容包括流道智能優化設計、智能控制、壽命預測/健康管理[1,2,4,80-82]。機器學習等人工智能領域的研究成果主要與液壓元件/系統可靠性研究結合較為緊密，如任燕等[6,83]開展的閥的故障診斷、陶建峰等[5,84]開展泵的故障診斷研究以及徐兵等開展的起豎裝置液壓驅動系統故障診斷研究[3]。總體上，“共性導向、交叉融通”有待加強。

(3) 流體傳動與控制的各個研究方向發展極其不均衡。按傳動介質劃分，液壓傳動與控制技術論文遠多于氣壓傳動與控制，在元件與系統主題下，氣動類論文不到總數的15%；按傳動原理劃分，液壓傳動遠多于液力傳動，液力傳動論文僅1篇；按問題屬性劃分，分析、設計研究多于控制的研究；按元件類型劃分，閥、泵、執行機構(缸/馬達)的研究遠多于密封及其他附件的研究。受中美貿易摩擦的影響，柱塞泵等液壓核心件的研究再次被研究者重視，在機理、特性、可靠性等方面得到了加強；但總體上，各方向之間的發展很不均衡，如何推陳出新，吸引年輕人加入相關研究方向，將是學科建設長期面臨的嚴峻挑戰。

(4) 產學研用的結合有待進一步加強。國內流體傳動與控制學術會議論文的研究偏重技術與工程應用，但多數局限于理論分析、數值仿真，有實驗驗證的不多，投入實際應用的更少，除大會報告外，涉及國家需求、重大工程的應用研究偏少。相關技術的研究似乎并沒有引起企業人員的共鳴，本次會議來自企業的參會人員僅11.3%，遠低于高校人員；然而，流體傳動與控制歷經數百年發展，目前已經成為一門實踐性很強的學科，國內學術會議為何對企業工程技術人員吸引力不足，其原因值得深入思考。

5 結論

第十一屆全國流體傳動與控制會議以“流體傳動與控制+人工智能”為主題，設定“人工智能與數字化”、“元件與系統”、“密封、摩擦與潤滑”、“節能與環?！?、“可靠、安全與可維護性”、“工程應用”為征文范圍。最終會議按照35%的淘汰率收錄論文133篇，組織大會報告9場，分會場論文宣讀86篇，海報展論文47篇，在疫情肆虐的2020年實現了創紀錄的510余人線下參會，會議總體上是極其成功的。

本屆會議大會報告內容涵蓋了基礎研究、技術攻關和國防/民用重大工程應用，為學科發展指明了方向，拓寬了應用場景；分會場及海報論文報告真實反映了國內流體傳動與控制領域當前的研究現狀、熱點及發展趨勢，為國內學者和工程技術人員提供了學習與交流的平臺。對于統計數據的深度分析，發現有如下問題值得關注：

(1) 關注元件/系統，重視技術，偏向應用是國內流體傳動與控制領域研究的基本面，如何加強基礎研究待關注；

(2) 流體傳動與控制領域的創新突破停留于領域內技術與應用層面，與人工智能、大數據等新興技術結合薄弱；

(3) 學科各研究方向間的發展極其不均衡，如何推陳出新，吸引年輕人加入相關研究方向，將是學科建設長期面臨的挑戰；

(4) 國家需求、重大工程的應用研究偏少，產學研用的結合有待進一步加強。