液压系统动态特性建模仿真技术及应用

第1章 绪论1.1 系统仿真的概念1.1.1 系统1.1.2 系统的模型1.1.3 系统仿真1.2 计算机仿真的概念1.2.1 计算机仿真的定义1.2.2 计算机仿真的基本要素与活动1.2.3 计算机仿真的一般过程1.3 液压系统的计算机仿真1.3.1 液压系统的静动态特性1.3.2 仿真技术在液压领域中的应用1.3.3 液压系统动态特性仿真的研究过程1.3.4 液压系统仿真技术的发展现状第2章 液压系统动态特性建模与仿真基础2.1 液压系统的建模原理2.1.1 基本方程2.1.2 模型的非线性因素2.1.3 模型的降阶处理2.2 液压系统动态特性建模方法2.2.1 功率键合图法2.2.2 节点容腔法2.2.3 灰箱建模法2.3 液压系统动态特性仿真方法2.3.1 数值积分基本原理2.3.2 龙格库塔法2.3.3 吉尔法2.4 液压系统动态特性的仿真软件2.4.1 MATLAB/Simulink仿真软件2.4.2 AMESim仿真软件2.4.3 20-Sim仿真软件2.5 液压系统动态特性仿真的刚性问题2.5.1 刚性问题的定义2.5.2 液压系统刚性问题的实质2.5.3 液压系统动态特性刚性问题的解决途径第3章 液压元件的仿真建模3.1 基于Simulink的液压元件仿真建模3.2 液压泵/马达的仿真建模3.2.1 液压泵的仿真建模3.2.2 液压马达的仿真建模3.3 压力控制阀的仿真建模3.3.1 溢流阀的仿真建模3.3.2 平衡阀的仿真建模3.4 流量控制阀的仿真建模3.4.1 节流阀的仿真建模3.4.2 调速阀的仿真建模3.5 电磁换向阀的仿真建模3.5.1 电磁换向阀的数学模型3.5.2 电磁换向阀的仿真模型3.6 电液比例方向阀的仿真模型3.6.1 电液比例方向阀的数学模型3.6.2 电液比例方向阀的仿真模型3.7 液压管路的仿真建模3.7.1 管路的分布参数模型3.7.2 近似的集中参数模型3.7.3 液压管道的仿真模型3.8 液压缸的仿真建模3.8.1 单级液压缸的仿真建模3.8.2 多级液压缸的仿真建模第4章 液压系统动态特性仿真与优化4.1 基于Simulink的液压系统动态特性仿真4.1.1 重物举升液压系统简介4.1.2 基于Simulink的重物举升液压系统仿真4.2 基于20-Sim的液压系统动态特性仿真4.2.1 基于键合图的液压系统建模方法4.2.2 基于20-Sim的重物提升液压系统仿真4.3 基于AMESim的液压系统动态特性仿真4.3.1 典型机液耦合系统简介4.3.2 基于AMESim的典型机液耦合系统仿真4.4 基于Simulink的液压系统动态特性优化4.4.1 遗传算法优化原理4.4.2 基于Simulink和遗传算法的参数优化思路4.4.3 目标函数的选取及Simulink优化实现4.5 基于AMESim的液压系统动态特性优化4.5.1 基于Design Exploration模块的优化方法4.5.2 基于AMESim/MATLAB接口的优化方法4.6 基于Simulink和AMESim的液压系统动态特性联合仿真4.6.1 Simulink和AMESim联合仿真平台的构建4.6.2 Simulink和AMESim联合仿真的实现第5章 液压系统缸内缓冲过程建模与仿真5.1 液压冲击与缸内缓冲5.1.1 液压冲击产生的机理与危害5.1.2 液压冲击的控制与缸内缓冲5.1.3 缸内缓冲装置的结构形式5.2 缸内缓冲过程的数学建模5.2.1 圆柱形缸内缓冲装置缓冲过程数学建模5.2.2 台阶形缸内缓冲装置缓冲过程分析与建模5.2.3 平板节流孔式缸内缓冲装置缓冲过程分析与建模5.3 缸内缓冲过程仿真软件设计5.3.1 Simulink仿真模型的建立5.3.2 缓冲过程仿真软件界面设计5.3.3 缓冲过程仿真软件的使用5.4 缸内缓冲装置的结构参数优化5.4.1 优化问题分析5.4.2 圆柱形缓冲装置缓冲过程仿真与参数优化5.4.3 台阶形缓冲装置缓冲过程仿真与参数优化5.4.4 平板节流孔式缓冲装置缓冲过程仿真与参数优化第6章 高速开关阀的特性仿真与应用研究6.1 电液控制技术与高速开关阀6.1.1 间接式电液数字控制技术6.1.2 直接式电液数字控制技术6.1.3 高速开关阀的结构与原理6.2 高速开关阀的特性分析6.2.1 高速开关阀的主要特性6.2.2 高速开关阀的数学建模6.2.3 高速开关阀的仿真建模6.2.4 高速开关阀的特性仿真6.2.5 高速开关阀的特性实验6.3 基于HSV的直控式液压缸速度控制6.3.1 液压回路与控制信号设计6.3.2 液压回路的数学建模6.3.3 系统仿真建模6.3.4 仿真实验与验证6.4 基于HSV的旁路节流式液压缸速度控制6.4.1 液压回路与控制信号设计6.4.2 液压回路的数学建模6.4.3 系统仿真建模6.4.4 仿真实验与验证6.5 基于HSV的双缸调平系统同步控制6.5.1 双缸同步控制系统方案设计6.5.2 高速开关阀模糊控制器设计6.5.3 主从式同步控制系统建模与仿真6.5.4 协同式同步控制系统建模与仿真6.5.5 同步控制效果实验验证第7章 多级液压缸驱动举升系统控制仿真研究7.1 多级液压缸驱动举升系统控制分析7.1.1 多级液压缸驱动举升系统控制的研究内容7.1.2 多级液压缸驱动举升系统控制的难点7.2 多级液压缸驱动举升系统控制方案与角速度规划7.2.1 举升过程控制方案7.2.2 举升过程角速度动态分段规划方法7.3 单神经元PSD控制策略7.3.1 单神经元PID控制器7.3.2 自适应PSD控制算法7.3.3 单神经元自适应PSD智能控制器7.4 基于多软件协同的多级液压缸举升系统建模与控制仿真7.4.1 机电液一体化系统中的参数关联分析7.4.2 基于Simulink的集成化仿真平台框架7.4.3 多软件间的组织协同仿真实现7.4.4 多级液压缸驱动举升系统控制仿真参考文献