考虑阀口误差的阀控非对称液压缸系统建模、仿真与试验

从解决比例阀控制非对称缸系统存在的超压问题入手,分析因加工误差引起的各阀口重叠量不一致这一非线性因素对系统性能的影响,建立考虑阀口误差的阀控非对称缸系统的非线性状态方程模型和键图模型。应用这两种非线性数学模型分析一实际非对称阀控制非对称缸系统的压力特性,与试验结果的对比分析验证了所建的非线性数学模型的正确性。仿真和试验研究揭示比例阀控制非对称缸系统的阀口误差对系统性能影响较大,往往是引起有杆腔压力超过供油压力的主要原因。通过大量仿真研究获得了阀口误差与系统超压之间的关系,研究表明适当提高比例阀阀口的加工精度有利于消除超压现象和提高系统的性能,进而建议将某些比例阀阀口误差控制在最大阀位移的0.5%以内。给出的两种非线性数学模型具有通用性,可用于对各类阀控缸系统进行系统仿真、设计和控制策略等方面的理论研究工作。

旋量键合图在并联机构动力学建模中的应用

旋量键合图将旋量理论与键合图相结合,兼具了旋量理论描述空间并联机构简洁、直观及键合图多能域建模统一、规范的特点。对空间并联机构基本组成单元——构件和运动副,利用旋量键合图,构建动力学模型,并进行模块化处理。在此基础上,调用单元模块,就可建立与可视化的机构一一对应的并联机构旋量键合图模型,按照规则化推导方法,得到适用于现代控制理论的空间并联机构状态方程。以曲柄滑块机构及空间3-UPS/S并联机构为研究对象,验证旋量键合图模块化建模的可行性,给出空间并联机构具有通用性的规则化动力学建模过程,并且进一步分析空间3-UPS/S并联机构匀速及加速运动状态下驱动力、支链约束反力变化规律。这种建模方法的应用为后续构建机器人系统全局动力学模型及控制研究奠定基础。

平面多体系统动力学计算机仿真向量键合图法

为提高平面多体系统动力学计算机仿真的效率及可靠性,提出了相应的向量键合图法。由系统向量键合图模型基本场及结型结构的输入、输出向量间的代数关系,推导出便于计算机自动建立的系统状态方程及运动副约束反力方程的统一公式。根据运动约束关系,将平面运动构件及旋转铰的向量键合图模型组合起来,建立了3-RRR型平面并联机器人机构的向量键合图模型。通过有效的解耦方法,解决了微分因果关系及非线性结型结构给该类机构动力学计算机仿真所带来的代数困难。在此基础上,实现了3-RRR型平面并联机器人机构的计算机自动建模与仿真,验证了所述方法的可靠性及有效性。

同轴双输出减速器的键合图模型及仿真

首先分析了两输出轴等速反转的条件;然后通过对传动系统的分析,基于键合图的基本原理建立了同轴双输出减速器的键合图模型,在模型中考虑了平均啮合刚度,转动惯量,阻尼等影响因素,根据键合图中的因果关系和功率流,推导出了键合图模型的状态方程;通过对系统进行动态特性仿真,获得了系统内部各变量随时间变化的规律,揭示了系统的传动性能和动态特性;对比不同参数下两输出轴转速的响应曲线,分析了各参数对系统动态特性的影响;最后建立了同轴双输出减速器的简化模型,进行了虚拟样机实验,并将实验结果和键合图计算结果进行了对比,发现利用键合图理论对该类减速器进行动态仿真是有效的.

PQ阀控液压系统动态特性模拟

为解决橡胶密炼机液压系统的控制能力问题,针对电液比例压力流量复合控制阀(简称PQ阀)进行了研究。集压力比例调节、流量比例调节于一体的PQ阀是现代橡胶密炼机液压控制系统的重要组成部分,其性能的优劣将对炼胶质量有直接影响。在探讨PQ阀的结构特点及其工作原理的基础上,绘制了与系统相对应的功率键合图,建立了描述PQ阀控液压系统动态响应特性的数学模型,并运用仿真软件Matlab中的Simulink模块对PQ阀控液压系统进行动态特性模拟,最后对仿真结果进行分析,分析结果为提高PQ阀的控制能力提供有效的理论依据。

基于功率键合图的轮式装载机工作装置液压系统的建模与仿真

基于ZL60轮式装载机工作装置液压系统的工作原理,采用功率键合图方法建立不同工况下工作装置液压系统的功率键合图。由所建立的功率键合图列写系统动态方程,根据系统动态方程建立在铲斗后倾工况下的Simulink仿真模型。设置液压系统的仿真参数,应用Matlab/Simulink软件,编制M函数文件进行仿真。得到液压系统的性能曲线,结果有利于产品的开发改进、性能评估和优化设计。

一种基于键合图的机构等效动力学分析方法

随着机械系统向高速、重载方向发展,构件的弹性变形、转动惯量等因素对机构动力学特性分析有不可忽略的影响,针对一般键合图理论在实现复杂机械系统动力学分析过程中建模困难的问题,本文在考虑构件弹性变形的前提下提出了基于键合图的机构等效动力学分析法,可以实现一般键合图方法难以实现的复杂机械系统建模。该方法包含两部分:基于一般键合图的机构等效动力学分析方法和基于矢量键合图的机构等效动力学分析方法。相比于一般的建模方法,该方法可以应用于三维机械系统领域,实现简单快速建模。

机电系统一体化建模与动力学仿真向量键合图法

针对机电系统一体化动力学仿真过程中存在的问题,提出了适用于计算机自动建模的向量键合图法。考虑到系统独立贮能场、耗散场方程是非线性的情况,推导出了系统状态方程;以修正非线性连续接触碰撞力混合模型为基础,建立了间隙运动副的向量键合图模型;在此基础上,建立了计及驱动电机、非线性运动副间隙的曲柄滑块压力机机构系统向量键合图模型,实现了非线性机电系统的一体化自动建模及动力学仿真,验证了所述方法的可靠性。研究结果表明:建立的系统状态方程通用性更强,建模方式程式化;建立的间隙运动副向量键合图模型具有精细度高、模块化的特点,特别适用于精确计及运动副间隙的机电系统一体化计算机建模及动力学仿真;运动副间隙对机电系统动态性能产生一定程度的影响,使机构连杆两端运动副约束反力、刀具加速度呈高频振荡状态,最大值分别增加3.55%、2.8%、5.7%,进一步说明了该方法的有效性。

键合图法机器人机构动态仿真

给出了机器人机构动态仿真的键合图法，推导出了机器人系统状态方程的统一表达式。通过将运动副约束反力视为未知势源加在系统键合图模型相应的０－结处，克服了微分因果关系给系统状态方程的建立所带来的巨大的代数困难。结合具体实例给出了机器人机构系统键合图模型的建立方法，说明本方法的通用性及实用性。

液体静压轴承控制系统的动态性能研究

目前,针对磨床液体静压轴承控制系统进行动态特性分析时,多限于采用经典控制论的方法,为此,对液体静压轴承控制系统具有的非线性(特性)、多输入多输出(特性)、时变特性等进行了仿真与实验研究。首先,分析了液体静压轴承系统的工作原理,并采用键合图理论建立了液体静压轴承控制系统键合图模型,推导出了系统的状态空间方程;然后,运用仿真软件MATLAB/Simulink对轴承控制系统进行了仿真,分析了其时域响应特性;最后,搭建了液体静压轴承试验平台,对该液体薄膜反馈静压轴承系统的动态性能进行了验证,并将其结果与仿真结果进行了对比分析。研究结果表明:该液体薄膜反馈静压轴承系统具有良好的静态性能和动态特性,静态误差减小5%,动态特性指标超调量为12%,响应时间为10 ms,峰值时间为6 ms左右,综合指标均得到了改善,满足了期望的设计技术参数要求;解决了该液体静压轴承静态精度较低,以及动态特性易受外界载荷扰动的问题。

基于键合图的多能域耦合系统状态方程的转化方法

以键合图理论为基础,建立了系统状态方程的转化方法,推导出了通用的规则化的转化公式,基于MATLAB实现了该类问题在计算机上自动地转化。通过对三环减速器系统的动态分析,说明了所述方法的有效性。

液压仿形刀架的计算机动态仿真

以YFD型液压仿形刀架为例 ,利用键合图和状态空间法对液压伺服系统的过渡过程进行了计算机数字仿真 ,为伺服系统动态过程的理论分析研究及系统设计阶段的动态预测提供了依据。

动态系统建模专家系统——一个最小试验系统

本文首先讨论了利用功率键图建立系统状态方程的一般方法;然后介绍了功率键图的建模专家系统的结构;最后以实例说明了该软件的应用.

基于键合图的区域综合能源系统动态仿真研究

随着风、光等不确定性较大的新能源接入,区域综合能源系统的安全稳定运行受到巨大的挑战。提出了基于键合图理论的区域综合能源系统动态仿真方法。该方法在充分考虑区域综合能源系统动态特性的基础上。建立系统主要基本元件的键合图模型。通过进一步构建区域综合能源系统的状态方程并进行求解,利用输出方程即可得到区域综合能源系统动态仿真结果。通过在某实际系统中进行算例验证,证明本文所提方法结构简明,能深入描述系统内部变化过程,为区域综合能源系统的安全动态分析奠定了坚实的理论基础。

基于功率键合图和Matlab/Simulink的快慢进切换液压系统的动态特性仿真

研究双泵液压系统正常工作由快进切换至慢进时,泵供油压力、阀口开度和瞬时流量的响应速度。运用功率键合图建立系统的状态方程,分析功率流向和控制关系,确定状态变量初值,以及瞬时输入流量、输出流量。并利用Matlab/Simulink仿真软件搭建系统仿真模型,设置合理的仿真参数,得到较准确的仿真结果,并输出所需要的仿真图形,以便进一步对系统进行分析。

液压支架抗冲击立柱的动态特性仿真

利用功率键合图方法建立了液压支架抗冲击立柱的动态数学模型。