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第一章 液压系统动态特性概述1

1-1动态特性分析在液压系统设计中的作用1

一、液压系统正常工作应满足的要求1

二、液压系统的动态过程2

三、动态特性分析在液压系统设计中的作用6

1-2液压系统动态特性研究的内容和方法9

一、液压系统动态特性研究的内容9

二、液压系统动态特性研究的方法10

三、液压系统动态特性研究的复杂性16

1-3影响液压系统动态特性的因素17

一、机、电、液系统中的影响因素及其相似性18

二、复合作用元26

三、进行液压系统动态分析时应如何考虑其影响因素29

第二章 功率键合图建模方法31

2-1功率键合图的意义、作用和构成元素31

一、功率键合图的意义32

二、功率键合图的作用33

三、功率键合图的构成元素35

2-2功率键合图的绘制50

一、对所研究系统的必要分析50

二、绘制功率键合图55

三、有关功率键合图几个问题的分析60

2-3典型功率键合图举例63

一、先导式溢流阀调压系统的功率键合图64

二、液压管道的功率键合图68

三、双泵供油回路的功率键合图71

四、阀控缸系统的功率键合图74

第三章 系统数学模型78

3-1从功率键合图推导状态方程78

一、确定状态变量和输入变量78

二、推导状态方程的步骤80

三、状态方程的物理意义82

3-2确定状态方程中的各量值83

一、确定状态方程中的参量值83

二、确定状态方程中的输入量值86

三、确定状态变量的初始值87

四、确定引起系统动态过程的输入信号88

五、必要的约束条件90

六、确定输出变量91

七、状态方程的形式93

3-3功率键合图的不同结构类型及其对建模操作的影响95

一、标准型键合图96

二、非标准型键合图101

三、具有混合因果关系的键合图107

四、不合理的键合图115

五、几点结论120

3-4功率键合图的结型结构122

一、结型结构的基本概念123

二、场方程、结型结构方程和系统状态方程127

三、结型结构应用实例138

四、几点结论149

3-5液压系统中常见的时变非线性因素150

一、时变非线性阀口液阻150

二、可变液容160

三、库仑摩擦力163

四、系统中存在时变非线性因素时的处理方法166

第四章 数字仿真程序设计中的典型问题168

4-1数字仿真程序的基本模式168

4-2数值计算方法及其选择178

一、数值积分法的基本原理178

二、数值积分法的一些基本概念180

三、龙格-库塔法183

四、其它常用数值积分法186

五、计算方法的选择193

六、计算步长的确定196

4-3时变参量的处理200

一、时变液导202

二、时变作用力203

三、时变液容205

四、其它时变参量206

4-4约束条件问题207

一、设置约束条件的目的207

二、约束条件的编程处理方法208

4-5优化问题210

一、人工控制调整参数的优化210

二、程序自动控制调整参数的优化216

第五章 液压系统建模与数字仿真实例221

5-1先导式溢流阀调压系统221

一、功率键合图222

二、系统状态方程223

三、非标准型键合图结构及其建模处理227

四、仿真结果分析230

5-2复杂非线性液压调速系统233

一、系统组成结构与功率键合图234

二、仿真结果分析239

5-3液压凿岩机冲击机构242

一、系统功率键合图及模型特征243

二、系统状态方程及其仿真求解247

三、影响因素的分析与结论251

5-4闭中心液压负载敏感系统252

一、负载敏感系统组成及工作原理253

二、系统分析及功率键合图258

三、仿真结果分析265

第六章 自动建模和液压系统通用仿真软件开发274

6-1概述274

6-2键合图模型数字化描述语言278

一、键合图模型数字化的概念与描述语言278

二、键合图描述语言的主要组成成分及规则279

三、参量描述段的设置282

6-3自动建模的实现过程283

一、键合图文件的语法和语义检查283

二、键合图文件的格式化处理及建立特征矩阵284

三、结点方程287

四、数学模型-状态方程的自动生成292

五、其它模型模块的自动生成296

六、自动建模实例297

6-4非线性模型库与非线性模型的自动生成300

一、非线性模型库的基本特点300

二、非线性模型库的数据结构301

三、非线性模型库的容量与规模302

四、非线性模型库应用程序设计303

6-5非标准型键合图的自动建模处理方法307

一、非标准型键合图特征分析307

二、采用非独立变量法实现非标准型键合图的自动建模309

6-6 SIM-1液压系统动态特性数字仿真通用软件311

一、软件系统的基本结构与功能312

二、应用实例316

第七章 基于Modelica语言的多领域统一建模与仿真321

7-1多领域统一建模与仿真技术概述321

一、多领域系统的动态结构及其复杂性321

二、多领域统一建模与仿真的基本方法322

三、Modelica仿真语言与键合图方法的结合324

7-2 Modelica语言基础及其建模特点325

一、Modelica模型结构及构成要素326

二、Modelica语言的建模特点338

三、基于Modelica语言的建模仿真集成开发平台343

7-3基于Modelica语言的功率键合图自动仿真技术348

一、键合图建模的面向对象特性349

二、Modelica建模与功率键合图建模连接机理的异同350

三、基于Modelica语言的功率键合图库开发354

7-4功率键合图模型自动仿真实例367

一、典型工程机械回转驱动机构系统原理图368

二、系统功率键合图370

三、仿真结果及分析375

附录380

附表一 机、液、电参量对照表380

附表二 功率键合图中常用的变量382

附表三 功率键合图中常用的符号384

主要参考文献386