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。     

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.     

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。     

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.     

电-液驱动撞针式成型喷射系统的键合图建模及实验验证

为了实现微液滴喷射增材成型制造过程中微量高黏性熔体快速、精确的喷射,并探究系统参数对喷射过程的影响,本文提出一种电-液混合驱动的机械撞针式液滴喷射成型方法,对微量熔体进行喷射;同时,构建了该系统的键合图(bond graph)模型,该模型能有效耦合各能域变量;最后利用Matlab仿真模拟系统的键合图模型,通过实验验证了该模型的正确性。     

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.     

非惯性系下平面机构系统动态仿真的回转键合图法

本文较详细地介绍了非惯性系下平面机构系统动态仿真的回转键合图法，给出了非惯性系下平面连杆机构系统的键合图模型，推导出了系统状态方程的统一表达式。本文方法可以用统一的方式对多种能量形式并存的机械系统进行动态仿真，并能直接确定不同能量形式的子系统间的相互作用。与现有传统标准键合图法相比较，本文方法更适用于混合因果关系与非线性约束并存的非线性系统。最后给出算例来说明本文方法及软件的实用性及通用性。     

基于键合图模型的机车制动系统故障检测与隔离

针对机车制动机列车管压力控制模块,采用键合图理论开展了动态建模分析,由建立的故障键合图模型推导出相应的解析冗余关系,提取出完整的故障特征矩阵.利用序贯概率比检验方法对采集的监测数据进行连续判读,实时跟踪识别工况下的系统异常状况,并将得到的残差状态向量同故障特征矩阵进行匹配,实现对故障部件的检测与隔离.仿真实例验证了建议方法的技术可行性.     

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.     

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.     

基于Matlab/Simulink的键合图仿真

提出基于Matlab的Simulink仿真工具箱的键合图仿真方法，此法可以省去状态方程的推导，还可以利用Matlab的强大仿真及二次开发功能。介绍了将键合图模型转化为方块图的步骤和方法，以及如何选择和自定义Simulink模块，实现与方块图的一一对应。最后结合实例做了说明，验证了该方法的可行性。     

热超声键合过程中键合力波动特性仿真研究

利用有限元分析方法研究了在铜金属化晶片上进行金引线热超声键合过程中的键合力变化情况,建立了基于率相关材料特性的热超声键合有限元模型,对键合中的碰撞和超声两个过程进行了仿真分析,并引入平均键合力、键合力标准差值等统计参量来判定键合力的波动变化,从而更加准确地揭示了各键合参数对键合力波动的影响规律.研究结果表明:碰撞初速度(v0)、超声时间或键合温度的增加,均会使得键合力的波动加剧,不利于键合力的控制;对于v1/v0(v1为劈刀速度)则存在一个合适的值,可以使得键合力的波动变化最小.     

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。     

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。     

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.     

一种有源电路新的分析、仿真方法及软件

首先将运算放大器转换成结构较为简单的等效电路模型,然后建立与等效电路模型相对应的键合图模型,从而得到基于键合图理论的运算放大器等效模型.将该模型应用于较为复杂的有源滤波电路,利用20-sim软件进行了仿真,仿真结果与理论计算结果完全吻合,说明了所建立的运放键合图等效模型的正确性.     

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     

齿轮传动非线性动力学键合图建模研究*

考虑齿轮时变啮合刚度、传动误差和齿面摩擦力,研究运用键合图理论建立齿轮传动非线性振动键合图模型。建立用容性元件c表示的载荷和轮齿弹性变形的键合图模型,给出用时变啮合刚度表示的容度参数Kj;提出在齿轮传动动力学建模中用流源Sf表示传动误差,并给出建模方法;考虑相对运动速度与摩擦力方向的关系,建立齿面摩擦力键合图模型。根据因果关系和功率流,得到齿轮传动非线性键合图模型的状态空间方程。结果表明键合图建模理论与方法可以用于解决齿轮非线性动力学的建模问题,研究工作是系统动力学建模研究的基础性工作。     

耐高温压阻力敏硅芯片及静电键合工艺

采用微型机械电子系统(MEMS)技术制作出了平膜型硅隔离(SOI)耐高温压阻力敏硅芯片,采用静电键合工艺将该力敏硅芯片封装在硼硅玻璃环上,制作出倒杯式弹性敏感单元.分析了静电键合时力敏硅芯片与玻璃环的对准偏差对力敏硅芯片非线性的影响;实验验证了静电键合工艺对硅芯片温度性能的影响以及制作的耐高温压力传感器的性能.结果表明,对准偏差对硅芯片的非线性有较大影响;静电键合工艺对硅芯片的零位时漂和热零点漂移影响较小;制作的耐高温压力传感器具有优良的性能指标,能满足实际的工程应用需求.     

基于键合图的多个设计方案的研究

本文根据键合图理论,通过键合图的扩展的三种方法开辟了一系列的设计方案,探讨概念设计的键合图方法。键合图方法既为计算机辅助概念设计提供工具,也为创新设计提供思路。