目前,我国对低水头河流引发的问题的治理方案是拦水坝技术,在拦水坝中主要有三种坝型用来解决问题,分别是橡胶坝、翻板坝及液压升降坝,其中橡胶坝与翻板坝属于传统坝,液压升降坝属于第三代坝。传统坝的优缺点很明显,且从长远来看缺点要远远大于优点,而液压坝已被广泛应用于国内支系河流和城市进出水工程中,因此液压坝的发展更具有竞争力。液压升降坝于2006年发明,兼具拦水与泄水双重功能。液压坝的结构受力科学,当上游漂浮物漂流到液压坝坝面顶端,漂浮物容易被冲过坝面,液压坝坝面可以快速放下,不阻碍水流快速流泄且不怕泥砂淤积,进而不影响防洪安全,液压坝机构中含有支撑杆机构,这使得液压坝能抵御较强的河水冲击。目前学术上对液压坝的研究还不充分,液压坝支撑机构设计远没有达到理想需求,分体式液压坝同步性较差,液压坝液压控制系统性能差,达不到精准、节能状态。针对液压坝存在的缺陷,本文设计出液压坝支撑杆机构,不仅使液压坝达到最佳的受力方式,降低了液压支撑缸受力,还设计出液压坝支撑杆同步液压控制系统,使得液压坝的同步性得到保证,对液压坝液压控制系统进行优化,提升液压坝液压控制系统的性能。文本的主要研究内容如下:(1)进行了液压坝的整体结构设计。通过低水头河流的高度,确定液压坝坝面的高度及形状函数、支撑机构长度和液压坝坝面受到的水压力,利用Ansys对设计的结构进行验证分析,在此基础上,设计出了液压坝整体结构。(2)设计了液压坝液压系统方案。设计了液压坝控制原理图,对液压坝进行了详细计算和元件选型,因液压坝液压系统是多液压缸系统,保证液压缸的同步性是设计液压坝液压系统方案的重中之重,因此设计了合适的多缸位移伺服系统。为了校核液压控制系统的性能,验证液压液压系统方案,使用AMEsim软件对该系统进行相应的仿真与分析。(3)建立了液压坝液压控制系统的模型。根据伺服阀的流量方程、支撑杆液压缸连续方程和活塞杆的受力方程,建立了液压坝液压控制系统数学模型,分析了液压升降坝液压控制系统性能,并对液压升降坝液压控制系统的数学模型进行了初步优化。(4)进行了液压坝液压控制系统自适应控制方法研究。将模糊自适应PID控制算法应用于液压坝液压控制系统,提出了液压坝控制系统自适应控制算法,仿真及实验表明运用自适应控制算法后系统响应速度快、稳定性强等特点,并同PID算法进行对比研究,得出模糊自适应更加适合液压坝液压控制系统。(5)验证了液压坝液压控制系统性能。建立了液压坝液压控制系统模拟试验台,进行并完成试验验证,试验结果表明液压坝现有问题得到了较好解决,且改进后的液压坝更加满足实际要求。本文的结果及创新点:(1)设计出液压坝整体结构。本文完整地设计了液压坝的整体结构,特别是液压坝坝面设计和液压坝支撑杆机构设计。液压坝坝面设计为弧形状,易于实现液压坝拦、泄水功能,液压坝支撑杆机构设计成四连杆结构,避免坝面压力集中在液压坝液压缸上,在支撑杆机构基础上提出了辅助支撑杆机构,保护液压坝其它机构,延长液压坝使用寿命提高。(2)设计了液压坝支撑杆同步液压控制回路。为了保证液压坝支撑杆的同步性,根据液压伺服控制原理设计出液压坝支撑杆同步控制回路,使得液压坝同步性得到很好地保证。(3)提出了液压坝液压控制系自适应控制算法。运用智能控制原理设计出了液压坝控制系统自适应控制算法,运用自适应算法后,液压坝液压控制系统响应速度较原系统响应迅速,且优化后液压坝液压控制系统抗干扰能力强。