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面向对象的多领域复杂机电系统键合图建模和仿真的研究

复杂机电产品,通常涉及机械、控制、电子、液压、气动和软件等多学科领域,开发是一个多领域交叉的系统工程,需要进行多领域建模和仿真。本文针对这一工作,在山东省科委重点项目“复杂产品虚拟样机技术研究”的支持下,对基于键合图方法的面向对象的多领域复杂系统建模和仿真进行了深入研究。第一章首先综述了多领域建模和仿真、多领域统一建模方法和语言、基于图形多领域建模、键合图建模等研究和应用的发展现状,讨论了存在的问题,论述了面向对象的多领域复杂系统键合图建模和仿真的研究意义和研究内容。第二章概括地介绍了键合图建模的基础理论,包括键合图基本组成元素的符号定义及在不同的工程系统中其所表达的物理特性和所具有的数学描述、键合图的因果关系、由键合图模型建立状态方程的基本方法和步骤,为后续各章的研究做好理论基础。第三章深入研究了键合图的面向对象的特性,键合图元件在Modelica语言中的描述机理,以及键合图模型在Modelica中的实现。在此基础上,深入研究  (本文共163页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

基于键合图的多领域统一建模与仿真技术研究

复杂机电液系统集成了机械、电气、液压及控制等多种学科领域,具有复杂性、异构性及“信息”和“物理”相融合等特征,多领域统一建模与仿真技术正是针对不同学科子系统之间的耦合进行整体性能预测、分析和优化的关键技术,为复杂机电液系统的创新设计及并行开发提供了有效的解决途径。键合图和面向对象建模是当前最常用的两种多领域统一建模方法,其基于组件连接机制的建模方式常导致系统方程中普遍存在“代数环”和“微分因果关系”问题,对系统状态方程推导和微分代数方程(DAEs)数值求解等带来很大困难。键合图方法所特有的因果关系分析能显化“代数环”和“微分因果关系”问题,基于该优点,本文从键合图模型修正及基于键合图的符号/数值混合算法的角度考虑其对策;另外,基于面向对象的Modelica建模语言开发键合图仿真工具BGSim,从而为处理“代数环”和“微分因果关系”问题提供有效的技术支撑。主要研究内容和结论如下:(1)利用因果路径分析方法,实现了键合图模型中“代数...  (本文共156页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东科技大学
山东科技大学

基于多端口的键合图建模及模型降价在工程中的应用

随着科学技术的不断发展,对系统的要求也日益提高,按静态或稳态条件设计的系统一般都不能满足预定的要求,必须经过动态分析和设计才能获得性能良好的系统。而工程系统,特别是高性能的工程系统,往往是机电一体、机液一体、机电液一体的。集机电液于一体的系统必然存在机电耦液合问题,要研究这样复杂系统的动态特性,采用现有只涉及单一领域的仿真方法难以胜任。基于这一原因,本文对基于多端口的键合图建模及模型降阶在工程中的应用进行了研究。综述了多领域建模和仿真、多领域统一建模方法和语言、基于图形多领域建模、键合图建模等研究和应用的发展现状,论述了面向对象的多领域复杂系统键合图建模和仿真的研究意义。简要介绍了键合图建模的基础理论,包括键合图基本组成元素的符号定义及在不同的工程系统中所表达的物理特性和所具有的数学描述、键合图的因果关系、由键合图模型建立状态方程的基本方法和步骤。研究了键合图的面向对象的特性,键合图元件在Modelica语言中的描述机理,以及键...  (本文共109页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

基于键合图理论的多体系统耦合动力学建模方法的研究

对于复杂的多体机械系统,许多学者相继提出了不同形式的以分析力学原理为基础的计算机辅助建模与仿真方法。但是,这些方法及软件多数仅限于单一能量形式的系统(例如,机械系统)的局部动力学,对于多种能量形式耦合的多体机械系统(例如:机、电、液、气及刚柔性耦合的系统),无法以统一的方式在计算机上自动地建立系统正、逆动力学方程及运动副约束反力方程,并进行有效的全局动态性能分析,使得分析结果与实际工况差别较大。另外,其仿真效率也有待于进一步地提高。上述问题已成为多种能量形式集成的多体机械系统的分析、研究及开发应用的根本障碍,使键合图理论在多能域耦合系统全局动力学的研究中占有重要的地位。本文的研究工作解决了基于键合图理论的多能域耦合多体系统全局动力学建模与仿真研究领域的一系列重要问题,为功能更加完备的动力学分析软件系统的研制提供有力的理论支持。这对进一步提高该类工作的自动化和实用化程度颇具意义,在车辆系统、数控机床、工程机械、机器人、一般机械、航...  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>

《液压气动与密封》2011年03期
液压气动与密封

键合图

功率键合图,简称键合图,是一种由来描述工程系统能量结构的图示表示方法。它以一...  (本文共1页) 阅读全文>>

《焦作矿业学院学报》1988年01期
焦作矿业学院学报

用键合图理论分析采煤机液压调速系统的探讨

本文应用功率键合图理论,以 MLS_(?)-170型采煤机牵引部液压调速系统为例...  (本文共9页) 阅读全文>>

合肥工业大学
合肥工业大学

基于键合图的电动代步车故障诊断与预测

随着社会经济发展和人口老年化进程不断加快,作为老年人使用的电动代步车受到人们的普遍关注。电动代步车是一种专为老年人和残疾人保持积极的生活方式而设计的出行工具。它给人们的工作和生活带来了便利,但同时也带来了安全隐患,甚至导致严重后果。因此,急需研究一种电动代步车故障诊断与预测方法用以提高系统的安全性和可靠性。本文针对存在参数不确定性的电动代步车系统,提出了一种基于不确定性键合图的复合故障(包括渐进性和突发性故障)的检测和隔离方法以及基于增强型无迹卡尔曼滤波的故障估计和剩余寿命预测算法。首先,在不确定性键合图模型中由参数不确定性建立自适应阈值,用以提高故障检测的可靠性。此外,通过引入非独立的解析冗余关系的概念,提高多故障条件下的系统故障隔离能力。其次,在可能的故障集合被隔离出来之后,提出增强型无迹卡尔曼滤波算法进行故障实时估计。在该算法中,利用解析冗余关系总和的二阶导数来检测故障值的突然变化,并在线增强状态协方差矩阵以确保快速的状态...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>