数字液压技术助推产业升级

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1、数字液压技术助推产业升级科技日报杨世祥，1938年生，1962年毕业于重庆大学机械系，同年分配到北京钢铁设计研究总院工业炉室从事机械设计，1980年晋升工程师，1987年晋升高级工程师，1991年获政府特殊津贴（全国首批），1992年晋升为教授级高级工程师。1996年初退休,不甘心大量成果半途而废，利用微薄的退休金继续开展试验，3年后响应国家科教兴国的号召，于1998年组建新的高科技公司并任公司负责人和总工程师，继续研制和推出一系列新技术。    美国军方新近向外界公布的一款外骨骼多节臂操控装备吸引了不

2、少业界人士的眼球。士兵穿在身上，通过手臂肌肉自然伸缩运动，贴身操控这套外骨骼多节臂装备搬运重物可以丝毫不费力气，完成很多灵巧动作也不成问题……其实，由液压驱动的外骨骼多节臂控制技术也正是工业机器人控制等领域所需的关键性技术，是欧美发达国家很多大企业长期投入大量研发资金攻关的一个世界级技术难题。而在我国，一位名叫杨世祥的发明家研发的多节臂数字液压控制技术，刚巧在2012年春节前，也正式获得国家发明专利。这位杨世祥又是何许人也呢？    杨氏数字液压技术在水电和军工项目中屡试不爽    2008年，东方电气

3、股份公司在组织实施浙江滩坑水电站水轮机项目时，原本计划继续引进液压控制领域世界知名公司德国力士乐的水轮机筒形阀同步控制技术，但是，一家名为北京亿美博公司的民营高科技企业的技术装备报价不但比力士乐低了一半，而且亿美博的数字液压技术的各项性能均表现得更为优异。由中国人自主研发的水轮机筒形阀同步控制装备最终把力士乐挤出局，这也为东方电气节省了数千万的技术装备引进资金。今年74岁的杨世祥正是北京亿美博公司的创始人，公司的首席技术官。    长期以来，以模拟技术为主导的液压控制研究和元器件开发是学术界和企业界锁定

4、的主要发展方向，直到上个世纪70年代初，德国推出了首只数字油缸原型，数字液压技术开始逐渐引起各方关注，美、日、法等国随即开展了这方面的技术攻关，但并没取得突破性进展。在上个世纪70年代末，杨世祥开始跟踪世界数字液压技术的发展，并于上个世纪80年代初，在率先建立数学模型和完成理论研究的基础上，成功完成了第一代自主研发的数字缸样机试验。1989年，杨世祥把第一代数字缸成功应用到航天部东风“31”陆地机动洲际导弹的装弹机构中，且一直沿用至今。杨世祥自主研发的第二代数字缸在上个世纪90年代获得成功，同时应用到装

5、甲兵研究所炮瞄装置。到了2000年，由他开发的第三代数字缸又成功应用到海军核潜艇六自由度训练模拟器。而2008年由东方电气集团在大型水轮机项目中采用，代替德国力士乐公司的那套中国自主研发的水轮机筒形阀同步控制系统，正是杨世祥的数字液压技术支撑，而他自主研发的第四代数字缸正是作为该系统的基础元器件。    杨世祥告诉科技日报记者，时至今日，由北京亿美博的数字液压技术支撑的水轮机筒形阀同步控制装备已经应用到我国很多家大中型电站，其中包括77万千瓦的四川锦屏水电站，这也是我国在建的巨型水电站之一。父子携手攻克

6、数字液压基础元器件技术难关    伺服阀是液压控制的核心元器件，但目前沿袭模拟控制技术路线的伺服阀专利技术基本掌握在美国穆格、德国力士乐和意大利阿托斯等几家跨国公司手中，虽然这些伺服阀的设计结构、制造工艺和安装调试复杂程度较高，但由于此前市场中缺乏具有竞争力的替代产品，几家跨国公司依旧凭借这类产品在军工、水电、冶金、工程机械等多个领域赚取超额利润。    又是北京亿美博公司这家民营高新技术企业，于2011年率先成功将数字伺服阀推向国内市场。这项由杨世祥和北京亿美博公司总经理杨涛（杨世祥之子）合作自主研发

7、的杨氏数字液压伺服新技术，不但使产品设计结构大为简化，还使得控制更加方便，精度和响应速度更快。杨世祥告诉科技日报记者，目前杨氏数字伺服阀达到每秒控制400次以上，性能大大超过国外的比例伺服阀。市场上一支普通的油缸配装数字伺服阀，即将普通油缸简单数字化后，其重复定位精度就可以达到0.01—0.03mm的高水平，调速范围达到数千倍，并且能够实现即装即用的免调试，彻底简化了国外高难度的液压伺服控制。    数字伺服阀的开发成功，与杨世祥成功提出的一套数字伺服液压新的控制原理紧密相关，但杨世祥最终能成功提出这套

8、理论，并改变传统伺服液压难于调试的致命弱点，其实这是来自杨世祥和杨涛的密切合作、联合攻关。杨世祥告诉科技日报记者，在开发数字伺服阀的过程中，对关键控制软件的设计正是在和杨涛讨论时受到了启发，也正是杨涛开发的一个智能控制器，大大简化控制难度，实现了数字伺服液压即装即用的免调试功能。    其实，杨涛和杨世祥能够共同成功开发出数字液压控制领域的关键元器件也并非偶然，而父子联手攻关也并非仅此一次。早在杨涛的中学时期，他就在宣武科技馆师从特级教师孙