全局解析冗余关系的混杂系统模式跟踪

针对混杂系统同时具有连续和离散的运动规律和演化机制,提出一种基于全局解析冗余关系的混杂系统模式跟踪方法.建立混杂系统键合图模型并转化为诊断键合图模型,根据诊断键合图得到系统的全局解析冗余关系和模式变化特征矩阵.利用模式变化特征向量和开关元件导通与关断时开关两端的电压电流变化特征,实现模式变化了的开关元件定位.最后利用Matlab软件对该方法进行仿真实验,实验结果表明基于全局解析冗余关系的混杂系统模式跟踪方法是有效的.     

机械系统开关类元件的混合键合图建模

针对键合图难以表达机械系统开关类元件的非线性动力学问题,以常见的干摩擦、间隙接触碰撞副和单向不可逆传动为研究对象,通过分析其作用机理,引入开关类量的混合键合图建模方法,运用功率结型结构(简称SPG)概念,提出一种新的开关类元件键合图建模方法和键合图模型。以包含干摩擦、间隙接触碰撞副和单向不可逆传动的机械系统为例,根据开关类元件的键合图模型,结合机械传动的工作原理,建立整个系统的键合图模型,提取其状态方程,并通过仿真计算予以验证。研究结果表明:该模型不仅可以统一表达开关类元件在系统不同工作模式下的动力学特性,而且其因果关系在系统处于任何运动状态时均保持不变;仿真结果验证了建模方法正确、可行。     

基于LFT键合图的异步电机故障分析与诊断

对异步电机故障进行分析和诊断,可以减少停机时间和维护成本.在键合图理论的基础上,提出将线性分式变换和诊断键合图模型结合的故障诊断方法.首先,搭建异步电机键合图模型,通过添加虚拟传感器将键合图模型转换为诊断键合图模型,由虚拟传感器求出残差.然后,通过分析模型中元件的因果关系消除未知变量,从而推导出解析冗余式和故障特征矩阵.针对元件参数的不确定性,提出基于线性分式变换搭建不确定性键合图模型来构造自适应阈值的方法,并在20-sim仿真平台上进行实验.结果表明:该方法可以对异步电机的定子绕组匝间短路故障和转子断条故障进行快速、准确地检测.     

基于键合图的系统动力学理论及分析软件的发展及现状

介绍了键合图理论及应用研究的概况, 阐述了基于键合图理论的系统动力学分析软件的发展及现状, 对该领域的研究工作具有推动作用.     

CRH 5型动车组牵引部件键合图建模及故障注入

CRH 5型动车组牵引部件具有非线性、多能域等特点,不易获取准确的系统级机理模型,而基于数据的建模方法又很难描述系统的拓扑结构和元件间的因果关系.利用键合图建模理论多能域、图形化的特点,建立与实际物理系统相吻合的牵引电动机和齿轮箱级联系统的键合图模型;研究牵引电动机常见故障的注入,在键合图中模拟电动机定子绕组短路故障,分析故障下机-电能域间的交互影响,展示键合图建模在故障传播分析和故障诊断方面的应用前景.仿真结果验证正常和故障工况下键合图模型的准确性.     

基于微元件键合图库的微机电系统动态建模与仿真

为了更好地支持微机电系统(MEMS)TopDown设计流程,针对MEMS仿真中的多能量域与非线性特点,采用键合图场元件与结型结构设计并实现了一个集中参数表达的MEMS键合图仿真元件库,同时基于该元件库提出了一种MEMS动态系统建模与仿真方法.采用参数化仿真模型与结构化体系构建的元件库,为MEMS设计流程中的概念设计阶段与系统级设计阶段的快速建模与仿真提供了方便,同时元件库内的所有元件均与MEMS器件级设计中的结构特征具有映射关系,这为用户需求空间功能原理空间结构空间之间的设计空间映射提供了方便.通过一个静电间隙执行器的系统建模过程与仿真结果,验证了利用该元件库进行建模与仿真的有效性.     

基于键合图结型结构的矩阵变换建模法解析

对键合图结型结构理论与矩阵变换建模方法作了系统的介绍和较深入的解析,指出了该理论与方法的科学性和学术及实用特色,并通过先导式溢流阀调压系统仿真实例作了可行性及合理性证明.矩阵变换建模方法为键合图模型向数学模型的转换提供了严密的数学手段,并为键合图模型正确性验证和判断提供了依据.同时对该建模法的适用条件、局限性及相关问题的处理进行了较深入的解析,可为相关研究和应用提供有益的借鉴.     

直线驱动铰链机构的键合图因果关系分类整理

采用键合图方法对直线驱动铰链机构进行动力学建模时,传统的虚拟弹性铰接点或拉格朗日乘子法会引入新的动态环节导致出现刚性问题,势流关系混乱难以规范化和模块化.提出了一种针对该机构的键合图因果关系分类整理方法,通过元件接口势流因果分析及元件间连接规则整理两个方面,分类为液压缸、主部件和连杆三种元件,并分别统一各铰接点势流因果关系接口为根点、外力顶点、力输出点和负载点,使得刚体元件接口的因果关系得以延续.在此基础上建立了元件间连接的规范方法以简化建模过程.最后反铲挖掘机的建模及仿真示例证明了本方法对于工程机械的常见工作机构均可适用.     

混杂系统基于诊断键合图的模式跟踪

根据能量守恒定律构建系统的功率表达式,对混杂系统进行模式识别与跟踪.首先对混杂系统进行键合图建模,对系统的每个疑似模式构造其诊断键合图模型并推导功率表达式.通过分析诊断键合图产生的残差,判断混杂系统的当前运行模式.最后利用20-sim键合图仿真软件进行仿真实验,结果表明混杂系统基于诊断键合图的模式跟踪方法具有有效性和可行性.     

干摩擦力的键合图建模方法及应用

干摩擦力具有间断的不连续的非线性特性,为了建立全面反映干摩擦力的键合图模型,将干摩擦力分为5个基本的开关状态,引入开关类量的键合图建模方法,运用功率结型结构(简称SPJ)概念,提出一种新的干摩擦力键合图建模方法和键合图模型.新模型不仅可以完整表达干摩擦力在各个状态的运动特性,而且其因果关系在系统处于任何运动状态时均保持不变,以弹簧-质量-阻尼系统为例,运用干摩擦力的新模型建立了该系统的键合图模型,并提取出其状态方程,通过与传统方法建立的状态方程相比较,验证本文提出的建模方法正确可行.     

掘进机装运机构液压系统的功率键图模型

为了研究掘进机装运机构的动态特性,采用功率键合图法建立了该液压系统的功率键图模型,掘进机装运机构液压系统动态特性是影响整机的使用平稳性和装运效率的重要因素,建立该系统的键图模型为分析系统动态特性,进一步改进和完善系统性能,提高系统的响应特征,提高运动和控制精度以及工作可靠性创造了有利的条件,提供了实用可行的方法。     

基于功率键合图的跳汰机交流液压系统建模与仿真

以圆形跳汰机交流液压系统为对象,建立了单相交流液压工作单元负载升程和回程工况下的功率键合图模型,推导了系统状态方程,并结合实际参数利用MATLAB/Simulink工具箱对其进行了仿真模拟,得到了工作液压缸负载速度和工作压力动态特性曲线,为交流液压系统优化设计和性能评估提供了一种新途径.     

汽车金属带式无级变速器液压控制原理及数学模型

金属带式汽车无级变速器是目前国际上一种先进的变速器装置·本文介绍了其液压控制系统构成和液压位置伺服控制的基本工作原理,分析了发动机转速与汽车行驶速度之间的关系,并采用键合图法以状态方程的形式给出了系统的数学模型·为深入分析该种无级变速器的动态特性、优化汽车的动力性能做了一定的理论工作     

功率键合图法分析机械手回转臂液压系统的动特性

用功率健合图法建立了液压调速系统的键合图模型和状态方程．用该方法所求得的系统动态仿真结果，与微机辅助测试得到实际系统过渡过程响应曲线进行比较，两者基本相同．     

混凝土泵液压系统动态仿真

介绍了混凝泵液压系统工作过程,分析了泵送混凝土的流动状态和摆动“S”阀的运动学和动力学状态．在此基础上,用功率键合图方法建立了混凝土泵液压系统仿真模型,进行了计算机仿真,仿真结果对混凝土泵液压系统的设计和计算有一定的指导作用．     

液压振动步冲机液压系统动态仿真研究

本文叙述了一种液压振动步冲机,它是以回转式单循环液压脉冲发生器为“心脏””元件所组成的新型液压振动系统。利用功率键合图及状态空间方程对系统的动态特性进行了数字仿真,并优选了部分参数。通过实测与仿真,系统的应用是成功的,可供工业生产领域广泛使用。     

支架液压系统键图模型的建立

介绍了利用功率键图理论绘制支架液压系统各元件的六法,通过必要的假设与简化,建立了支架液压系统的键图模型,为研究系统的动态特性,分析系统的工作过程及其影响奠定了理论基础,为进一步改进和完善支架液压系统的性能提供了重要的保证.     

键合图法线性系统动态仿真

本文较详细地阐述了线性系统动态仿真的键合图法,给出了线性系统状态方程的统一表达式,利用该方法,对于具体问题按照键合图理论输入系统的结构参数及结型矩阵,就可以由计算机自动地以格式化的方式生成系统的状态方程并求解。同以前类似的方法相比较,本文所给出的系统状态方程的统一表达式,考虑了独立贮能场,非独立贮能场能的能量变量和共能量变量间关系存在耦合时的更一般情况,对前人的工作做了一些补充。     

基于键合图理论的混杂系统模式观测器设计与故障诊断

为了实时准确的识别混杂系统的运行模式,以键合图为工具,引用受控结点,搭建系统混杂键合图模型,推导系统全局解析冗余关系,求得系统各模式下的解析冗余关系。将同一模式下的解析冗余关系代数求和,得到系统各模式下唯一的模式特征表达式;并以此设计系统模式观测器。将受控结点状态与其控制信号进行分析,实现受控结点故障诊断。最后利用20-sim软件进行仿真验证。结果表明模式识别与故障诊断方法的有效性和可靠性。     

微/纳传动平台沿坐标轴运动分析的键合图法

采用柔顺机构学、材料力学、伪刚体法、卡氏定理及键合图基本理论,结合6自由度微/纳传动平台的工作原理,建立了桥式放大机构及微/纳传动平台的伪刚体模型及该平台沿坐标轴移动的键合图模型,推导了桥式放大机构的输出刚度方程、平台移动的特征方程及状态方程.通过Matlab/Simulink求解仿真分析,获得了该平台沿坐标轴移动的位移仿真曲线及柔性铰链角位移仿真曲线.应用Ansys13.0,对该平台进行了运动仿真分析,搭建了实验平台,进行了试验测量,并对Smulink仿真值、有限元分析值及实验值进行了对比分析,其结果变化规律基本一致,验证了利用键合图方法分析微/纳传动平台移动特性的正确性及可行性,为全柔性机构的研究提供了新的有效的方法.