机械系统的向量键图建模

本文首先介绍向量键图,然后介绍用向量键图建立机械系统模型的方法。该方法从机械系统的速度描述入手,导出速度的统一表示方法,以此做为建立机械系统结点结构的基础,然后在此基础上利用功率守恒概念,在结点结构上加入多端口元件,得到机械系统的向量键图模型。由这种模型便于导出机械系统的状态方程和进行系统仿真。文章最后用一个速度陀螺为例介绍了此建模方法的具体应用。     

机械系统的键图模型

键图法是一种强有力的系统建模方法。本文介绍利用键图建立机械系统的键图模型和进而导出其状态方程的一般步骤和方法。     

键图建模和20SIM建模仿真平台

键图法为多能域动态物理系统的建模提供了一个清晰而规范的工具。模型建立后，下一步骤就是通过仿真来研究系统的性能。首先由键图模型导出系统的状态方程，再采用各种通用的仿真语言、但过程繁琐复杂。20SIM提供了一个交互式的、面向对象的建模、仿真平台，用户用所见即所得的方式建立系统的键图模型后，可自动生成仿真程序，并以图形方式输出仿真结果。     

键图建模和20SIM建模仿真平台

键图法为多能域动态物理系统的建模提供了一个清晰而规范的工具。模型建立后 ,下一步骤就是通过仿真来研究系统的性能。首先由键图模型导出系统的状态方程 ,再采用各种通用的仿真语言 ,但过程繁琐复杂。 2 0SIM提供了一个交互式的、面向对象的建模、仿真平台 ,用户用所见即所得的方式建立系统的键图模型后 ,可自动生成仿真程序 ,并以图形方式输出仿真结果     

由平面电路导出键图的方法及证明

本文给出了简化窗口法,论证了此法导出键图模型的正确性,并以实例加以说明.     

液压并联机器人的键图建模

键图是一种能够统一处理多能量范畴工程系统的有效方法，该文针对液压驱动并联机器人提出了一种新颖的全系统键图仿真模型。基于牛顿-欧拉法建立运动平台的键图模型，根据伺服阀和液压缸的流量方程及力平衡方程建立阀控缸作动器的键图模型，按照因果关系规则将二者集成为全系统的键图模型。实例仿真表明该模型较真实地反映了系统的动态特性，可用于液压并联机器人的动力学分析和控制系统设计。     

汽车系统分析的键合图法

文中介绍了键合图方法的基本原理及国内外发展状况 ,指出它是对工程系统进行动态分析的一种新方法 ,这种方法特别适合于研究多种能量范畴耦合的复合系统 文中将其应用于汽车系统分析 ,着重以汽车二自由度振动系统为例 ,叙述了利用键合图来建立各种不同模型 (比如系统方块图、状态方程以及传递函数等等 )的方法     

汽车系统分析的键合图法

文中介绍了键合图方法的基本原理及国内外发展状况,指出它是对工程系统进行动态分析的一种新方法,这种新方法特别适合于研究多种能量范畴耦合的复合系统。文中将其用于汽车系统分析,着重以汽车二自由度振动系统为例,叙述了利用键合图来建立各种不同模型（比如系统方块图、状态方程以及传递函数等等）的方法。     

键合空间模型拓扑结点表示及状态方程推导

键合空间理论是系统动力事图理论的拓展。键合空间模型如同键合图模型一样可以通过图示符号模型的自动推导而得到系统的状态方程。该文首先论述了键合空间模型结点的确定法则,提出了键合空间模型结点扑表述方法,由此得到了以结点为中心的键合空间模型自动推导方法－拓扑结点法。相对于键号为中心的自动推导方法来讲,拓扑结点法可以使键合空间模型数学描术更为精练,并提高自动推导的效率。     

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.     

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.     

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。     

用键合图理论建立浮动自动机系统动力学模型

该文介绍了系统动力学键合图理论的基本思想，并结合火炮自动机的具体特点，以某浮动自动机为实例介绍了用键合图理论把浮动自动机系统表示成统一格式的图形和数学模型的方法和步骤。文中还给出了用所建立的浮动自动机键合图模型编程上机的运算结果，并将计算结果和实测的结果进行了对比。对比表明，计算结果和实测结果基本相符，这说明用键合图理论建立火炮浮动自动机的动力学模型是可行的。键合图理论是系统动力学的新的分支，把它引入火炮自动机的设计中，可以丰富和发展自动机的设计计算理论。     

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.     

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。     

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.     

基于总体解析冗余关系概念的移动机器人电动液压转向系统故障诊断与隔离

总体解析冗余关系概念(GARRs)使得基于键合图故障检测和隔离(FDI)框架得到发展,可以对混合动力系统(包括连续动力学和离散模式)进行故障诊断。利用这种新开发的方法研究了基于电动液压转向的CyCab移动机器人系统,GARRs可以从一个混合键合图(HBG)模型中特殊的因果关系系统地推导出来。应用了诊断和隔离,并对结果进行了讨论。     

基于GARRs的移动机器人电动液压转向系统故障诊断与隔离

总体解析冗余关系概念(GARRs)使得基于键合图故障检测和隔离(FDI)框架得到发展,该新概念可以对混合动力系统（包括连续动力学和离散模式）进行故障诊断。利用这种新开发的方法研究了基于电动液压转向的CyCab移动机器人系统,GARRs可以从一个混合键合图(HBG)模型中特殊的因果关系系统地推导出来。应用了FDI,并对结果进行了讨论。     

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.     

地下连续墙液压抓斗纠偏系统动态分析与建模

分析了地下连续墙液压抓斗纠偏控制系统的功能及基本工作原理,利用功率键合图理论建立了该系统的键合图模型.取系统中容性元件及惯性元件上自变量的积分作用为状态变量,推导出该系统的状态方程.MATLAB的仿真结果表明,该系统具有良好的动态性能.