Thermal-hydraulic modeling and analysis of spool valve with sloping U-shape notch by bond graph

To increase the efficiency and reliability of the thermodynamics analysis of the spool valve, the precise function expression of the flow area for the sloping U-shape notch orifice versus the spool stroke and thermal-hydraulic bond graph based on the conservation of mass and energy were introduced. Subsequently, the connection rule for the bond graph elements and the method to construct the complete thermal-hydraulic system model were proposed. On the basis of heat transfer analysis of a typical hydraulic circuit containing the spool valve, the lumped parameter for mathematical model of the system was given. At last, the reliability of the mathematical model of the flow area and the thermal-hydraulic system for the sloping U-shape notch orifice on the spool were demonstrated by the test. The good agreement between the simulation results and experimental data demonstrates the validity of the modeling method.     

液压挖掘机混合动力系统建模及控制策略研究

为了使液压挖掘机达到节能的目的，提出了一种应用于并联式混合动力液压挖掘机系统的控制策略.分析了该并联式混合动力液压挖掘机系统的结构，建立了其仿真模型，归纳了其工况的特点，从而确立了以发动机燃油经济性和电池荷电状态（SOC）为优化变量的控制策略.该控制策略设立了多个发动机工作点和SOC工作上、下限，在工作中通过比较SOC当前值与其限值来自动切换发动机的工作点或工作段.仿真结果表明，该控制策略在挖掘及平地两种工况下均能使发动机保持较好的燃油经济性，同时电池SOC也能稳定在设定的72.5%～88%范围内，有利于系统的高效稳定工作.     

基于攻击图的工业控制系统脆弱性分析

为了评估工业控制系统网络安全风险和进行有效防御,提出控制系统网络安全要素的概念,将网络攻击转化为网络状态的迁移问题,搭建控制系统网络攻击图模型.建立基于专家知识经验、现有脆弱性库的脆弱性利用规则库.采用单调性假设、广度优先迭代算法、控制系统网络脆弱性规约、攻击约束函数,进行控制系统攻击图的构建与优化.根据参数初步等级量化与判断矩阵法,可计算得到攻击收益.以震网病毒为背景,设计一个仿真控制网络,通过仿真得到原始攻击图、脆弱性规约下的攻击图、约束函数下的攻击图.仿真结果表明：该方法能够根据不同安全要求级别构建攻击图,较全面地得到了可能的攻击目标、最佳的攻击目标及对应的攻击收益和攻击路径.     

液压系统压力故障的分析与维修

通过在用的油压机及压皮机液压系统压力故障的维修，分析液压系统压力故障现象与成因的关系，并介绍了液压系统压力故障的一般分析思路和维修方法。     

轮式装载机液压系统的散热器匹配及仿真

为了解决装载机液压系统夏季工作时油温过高问题,应用试验和数值仿真相结合的方法,为液压系统匹配了一款换热效率更高的板翅式液冷散热器,研究了不同条件下散热器内部流场和温度场的变化。仿真结果表明:锯齿翅片的传热效率明显高于平直翅片;散热器耐压特性满足规定要求;导流片角度为45°时冷却液流动均匀性最好。该散热器解决了液压油散热器散热不足的问题。     

液压启闭机CAD系统分析与设计

研究软件工程技术在液压启闭机ＣＡＤ系统中的开发及应用．通过绘制数据流图、编制数据词典以及由数据流图导出液压启闭机ＣＡＤ系统的软件结构图等工作,完成了液压启闭机ＣＡＤ系统分析与设计．     

一种键图模型控制法的研究

基于无因果划的键图模型,提出一种不需对象精确数学模型的定性、定量混合控制新方法,为精确信息控制与定性控制相结合提供了一个可行方案。首先应用键图理论,建立系统无因果划键图模型,并给出其相应环节的定性方程;然后详细阐述系统不含定量信息和包含定量精确信息的两种定性控制方程及推导过程。仿真结果证实,此算法有良好控制品质。对比传统PID控制,此算法有好的动态性能、鲁棒性和跟踪特性,可控制非线性时变对象,且控制方程简单易于实现。     

基于多色图的BOM建模

不同形式的物料清单(bill of materials, BOM)造成零部件数据信息一致性维护困难,为了降低BOM数据在部门间传递出错的几率,提出基于多色图的BOM模型.以设计BOM和制造BOM为基础,构建BOM主模型,通过多色图中节点和边的“颜色”控制零部件及其相互关系的不同构型,建立各应用BOM模型,并分析了BOM主模型与应用BOM间的结构关系、语义关系和普遍关系.最后,以项目应用实例验证了方法能够有效保证应用BOM间的数据一致性和完整性,且模型易于扩展.     

装载机液压系统的传热仿真分析

为解决装载机夏天工作中液压系统过热问题,提出了将集总参数法用于液压系统解决传热问题的方法。采用集总参数法,建立液压系统传热问题的RC网络传热模型,编制计算程序。对某50型轮式装载机液压系统传热进行了仿真计算,并比较了仿真结果和试验数据。结果表明:采用集总参数法研究装载机液压系统的传热问题,其仿真结果的精度能够满足工程要求,模型的准确度满足工程设计需要,对液压系统的设计和改进具有指导作用。     

基于模糊故障树分析法的装载机液压系统故障诊断系统

在故障树分析法的基础上,建立了ZL50G装载机工作液压系统故障树模型,编写了专家系统规则库,确定了优选搜索策略,设计了由知识库和推理机构成的故障诊断模块,并建立起完整的液压故障诊断系统。利用嵌入式技术将该系统在临工ZL50G装载机上进行了实际应用,结果表明:该系统使用简单方便,性能稳定可靠。经过相关改造,该系统也可以在其他相关产品中应用。     

基于Matlab/Simulink的液压挖掘机液压系统仿真分析

针对液压系统仿真模块问题,结合液压系统数学建模方法,利用Simulink建立液压元件仿真模型。以一缓冲功能液压系统为例,运用建立成功的模型对液压系统进行仿真分析,通过仿真结果测试液压系统原理是否合理,达到提高设计效率和验证设计是否正确的目的。     

群体机器人觅食任务Eulerian建模与分析

为了提高觅食任务性能,根据蚂蚁觅食原理引入了觅食概率的概念,机器人按照该概率决定是否离开Home区域,通过改变该概率值来调整环境中机器人的数量。为了研究觅食概率对系统性能的影响,利用Eulerian数学建模方法建立了觅食任务模型,并通过仿真实验分析了觅食概率对系统整体性能的影响。实验结果表明:觅食概率越大,环境中机器人数量越增加,机器人之间的干扰也增加,从而降低系统性能。最后通过实验分析给出了觅食概率与环境中任务数量以及机器人数之间的大致关系。     

网络图论法分析储能式印字机构的磁系统

在考虑储能式印字机构磁系统内部各线圈间相互作用（耦合与干扰）的基础上，文中建立了磁系统的等值磁路，用网络图论法分析计算该磁系统的磁性能，并对一实际印字机构的磁系统进行了实验研究，实验结果与计算结果吻合较好．     

液压系统液压脉动研究

液压脉动研究是液压系统动态特性分析计算中最重要部分.液压脉动对液压系统是非常有害的,不仅使系统的动态特性变劣,甚至产生共振或谐振使系统元件损坏造成事故.揭示液压脉动的变化规律,改善系统的动态性能,消除或减少压力脉动幅值,对系统的建设和使用有特别重要的意义.该论文在液压传输线理论基础上运用频率法和液电比拟法研究系统,采用理论和试验推导相结合建立数学模型,设计了液压脉动分析计算程序,并进行了实例仿真,得出了系统的振动频率及脉动压力和流量,仿真结果与试验数据很吻合,证明研究方法的正确性和可行性,具有较高的实用价值.     

长引水系统水电站水力过渡过程仿真分析

针对长引水系统水电站在负荷变化时的安全问题,以压力管道非恒定流微分方程和特征线法为基础,基于MATLAB平台中SIMULINK方法,建立了一管四机的长引水系统水电站数值仿真模型,并对木扎提水电站水力过渡过程进行了仿真模拟,确定了调压室最高、最低涌浪,机组最大转速上升率及蜗壳进口最大压力。结果表明:在不同机组组成的电站系统中,大机组是水力过渡过程中的控制因素。     

水力冲孔防突措施的破煤理论分析

为了确定不同硬度的煤在高压水射流破煤时所需的破煤压力,以淮南矿业集团潘三矿和谢桥矿为试验点,通过理论计算把实际用的多喷嘴转化为计算用的当量喷嘴,通过当量直径和流量系数计算出水射流的压力,再扣除管路系统的压力损失就能得出高压水射流的出口压力,再结合矿井的实际条件可知实验煤层的坚固性系数,通过拟合的煤层抗压强度与煤的坚固性系数关系σc=10f就可得出煤的临界抗压强度.从而得出水力冲孔高压水射流所需的破煤压力,理论分析并结合实际考察得出合理的破煤压力取8～15 MPa比较合理.     

心血管系统键合图模型研究

针对目前心血管系统模型难以扩展的问题，根据人体心血管系统的解剖结构，提出了基于键合图技术的心血管系统整体模型.该模型由心脏、头部循环、颈部循环、肺循环、冠脉循环、腹部循环和四肢循环构成，共包含54个微分方程，可以仿真得到各段血管上的压力波、流量波等生理信号以及每搏输出量、心输出量和射血分数等心血管参数.在正常生理情况下，仿真得到收缩压和舒张压为115和78 mmHg、每搏输出量80 mL、心输出量5.76 L、射血分数64.5%.仿真结果表明,该模型对人体心血管系统的仿真是有效的.通过调节模型的输入参数仿真了动脉粥样硬化、高血压和锁骨下动脉狭窄情况下的血流动力学情况，仿真结果与病理情况一致.该模型高度结构化，各分支间相对独立，具有很好的扩展性.     

液压式能量回收的动臂节能系统准静态研究

针对液压挖掘机动臂下放时大量势能转化为热能的问题,提出一种同时采用进出口独立节流调节、流量再生和能量回收的新型动臂节能系统,分别建立传统动臂系统和新型动臂节能系统的准静态数学模型,通过推导和比较分析,明确新型动臂系统中动臂提升和下放的节能机制和所节约能耗的分布,结果表明该新型动臂节能系统具有较好的节能性。     

全液压制动系统液压制动阀的动态特性

为研究制动阀动态性能对全液压制动系统的影响,介绍了串联式双回路液压制动阀的工作原理,建立了其动态数学模型;采用AMESim软件建立了相应的仿真模型,分析了液压制动阀的制动压力比例特性、阶跃响应特性及双回路制动的安全性,并进行了实验验证．研究结果表明:制动阀仿真模型准确可信;该制动阀性能良好,能够满足全液压制动系统的要求;通过对液压制动阀控制弹簧刚度的组合优化,可以更好地适应空满载重量差别较大的整机制动需求．