液壓系統(tǒng)方案設(shè)計的特征狀態(tài)方法.pdf

1、本論文在國家自然科學基金項目(No.50775016)與國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃項目(863計劃)( No.2006AA042101)的資助下，結(jié)合工程設(shè)計背景，對液壓系統(tǒng)創(chuàng)新方案設(shè)計理論與方法進行了深入研究。將液壓系統(tǒng)方案設(shè)計問題轉(zhuǎn)化為特征狀態(tài)空間的路徑規(guī)劃問題，并由此建立了液壓系統(tǒng)方案設(shè)計的能量特征狀態(tài)空間模型。
　　 本文首先建立液壓系統(tǒng)的能量特征狀態(tài)表述。提取液壓能與機械能的若干屬性特征以能量特征狀態(tài)矢量的形式對系統(tǒng)內(nèi)的能

2、量信息進行定性表述。依據(jù)系統(tǒng)主機所需完成的機械動作將總系統(tǒng)分解為若干個實現(xiàn)單一動作的子系統(tǒng)，并將每個單動作子系統(tǒng)的工作過程簡化表述為一系列輸入輸出能量特征狀態(tài)矢量的線性變換過程。
　　 將泵、缸/馬達、壓力、流量控制閥等能量調(diào)控元件的物理結(jié)構(gòu)與使用方式相結(jié)合，定義兩類基本變換單元作為單動作子系統(tǒng)方案設(shè)計階段的最小功能選擇單元。并以功能分析為基礎(chǔ)構(gòu)建基本變換單元的能量特征狀態(tài)變換方程，由此獲得能量特征狀態(tài)變換矩陣作為基本變換單元的

3、定性功能表達。歸納總結(jié)常用基本變換單元并分別給出其各自對應的能量特征狀態(tài)變換矩陣，為單動作子系統(tǒng)方案設(shè)計提供單元庫。
　　 由所有能量特征狀態(tài)矢量的全體構(gòu)建能量特征狀態(tài)空間，通過建立基本變換單元、子系統(tǒng)與空間元素的映射關(guān)系獲得單動作子系統(tǒng)方案設(shè)計的空間求解模式。并據(jù)此構(gòu)建單動作予系統(tǒng)方案設(shè)計模型，利用初始與需求的液壓能特征狀態(tài)矢量建立單動作子系統(tǒng)的能量特征狀態(tài)變換方程，獲取該方程的系數(shù)矩陣來描述子系統(tǒng)的功能特征。進而通過子系統(tǒng)級

4、矩陣的分解及其與基本變換單元矩陣的匹配實現(xiàn)單動作子系統(tǒng)方案的自動綜合求解。
　　 對換向閥的通斷邏輯控制功能作進一步的抽象與提取，定義基本組合單元為子回路組合方案設(shè)計階段的最小功能選擇單元。并以連通狀態(tài)圖、連通狀態(tài)矩陣的形式對基本組合單元的功能知識進行定性表達。歸納整理2至5通基本組合單元的全部獨立結(jié)構(gòu)形式，并分別給出其各自對應的連通狀態(tài)圖與連通狀態(tài)矩陣表達，為子回路組合方案設(shè)計提供單元庫。
　　 建立基于圖匹配的子回路

5、組合方案設(shè)計模型。將各單動作子系統(tǒng)方案抽象為表述其內(nèi)部元件連通關(guān)系的子系統(tǒng)有向連通狀態(tài)圖，并由整個工作周期內(nèi)所有子系統(tǒng)有向連通狀態(tài)圖的疊加組合形成系統(tǒng)有向連通狀態(tài)圖。經(jīng)由一系列化簡、分解操作后，將系統(tǒng)連通狀態(tài)圖(或其分解子圖)按工況時序依次展開，使每一時序展開圖唯一描述該時序下系統(tǒng)內(nèi)一組元件間的通斷關(guān)系。最終通過時序展開圖與基本組合單元連通狀態(tài)圖的匹配來獲得相應基本組合單元并由此構(gòu)成換向閥，完成子回路組合方案設(shè)計。
　　 最后將