资源描述
in of of is a at be or be by a a is a of a s a a at be of is of a by of of . a as in as as a of or to a of As a to 1 of a 1995; 1994). 0 on a In is on of a of as as a of be of a 1995). AD to of a of a it is as at a be go a of of a a a it is a is of 2. of he of is by of a to of a a of is a of is on of an is a of of is to a to a as a a of is to s s of he is on of to of 2). an of to s To of we on a of is of of a by to It of A is , is as A a f of an A f. of of by a A of at is 4. of of of a is on as as By of of is A be or 6 of at on of as a of or 1991). on as as of 7 of By at a be or In a an be a at of in of a be 2): (1) at be as it s if to be a a is (2) at a of is or of (3) of an of a on of of of is of to a of of an of to to be of .1 is on of in to a to a 8). is a) by (b) by or c,d) as a of it is to (No no if is a an ( by ( to a in ( A or is or ( A is if of a on or of in to in a of to 1, 15 be 9 of in to in of a 3. of a of is on of a s of 996). of is a a on of to be an on of of to of a of (1991) a be is a 1) to of be 2) of a be or at a a to if at a s) be of If at to 1998) a a of of a of a is or be is 在液压传动控制系统设计的结构分析 本诺斯坦，艾玛四 摘要：液压控制系统的设计是一项复杂的任务，而且费时，此刻，不能完全自动化。然而，重要的设计任务是仿真或控制概念选择计算机能有效地支持。一个成功的先决条件是一个很好的支持建立一个液压系统的结构分析。本文提供了一个系统的分析在不同的结构层次，液压系统，说明了结构信息，可以在设计过程中的应用。本文的 另一个重要的一点是自动提取结构信息从一个电路图用图论的理论研究方法。 关键词： 法和基于知识的方法；液压系统的结构分析；图论 1。简介 静液压驱动提供了有利的动态特性，因此代表了工业应用的一个主要的驱动概念。大型液压系统如海洋科技厂以及机床的驱动器具有大量的致动器。因此，复杂的国际单部件或整个子系统之间的依赖关系可能会发生，导致各种各样的挑战和要求，设计和控制任务。方面的复杂性和尺寸作为一个代表性的例子，图 1 显示了一个冷轧厂的电路图（韦斯林， 1995；户， 1994）。在这里， 20 多个执行器工作在连续带钢。这样的大型液压控制系统的设计意味着一个系统的方法。在实践中，这是做得相当含蓄 基于直觉和设计者的经验。本文介绍了一种系统的静液驱动，揭示其基本结构，以及结构之间的关系和依赖 种方法允许一个彻底的结构分析，为设计过程的自动化基本可以得出的结论。本文的概念已经实现，集成在德科，知识型液压设计支持系统（斯坦， 1995）。目前，装饰结合基本 查和结构分析的算法，仿真方法，和基本的设计规则处理。液压设计知识的运作需要一个正式的定义和结构信息的自动提 取从一个电路图。本文在这些方面；它的组织结构如下。第 2 节描述的概念和模范结构水平在液压系统可以进行调查。第 3 节简要的阐述了随结构分析的好处。 4 节精确地定义 一个液压系统的功能单元之间的耦合不同的类型，因此，建立一个基于计算机的分析基础。此外，它概述了如何结构分析的自动化。 5 节概述了结构信息利用的装饰。 2。液压系统的结构分析 液压系统多数是利用经验和一个工程师的直觉设计。由于一个构造方法的不足，对系统结构的深入分析，不进行。相反，可能的解决方案是使用有限的剧目，使结果高度依赖于个人的能力。这种方法只适合重复 出现的设计任务，几乎没有什么变化。在下面，一个系统的液压设备的结构设置的引入，导致一个面向问题的系统分析。一种静液压传动给出一个初步的设计有利于随之而来的、有目的的结构信息的推导及其应用，它是必要的，使系统的性能满足客户的需求。 压系统的层次结构 这里开发的系统是基于三个层次的抽象。之间的功能结构，分化的组成结构，以及系统的理论结构对应于不同的特点，系统的描述（图 2）。从这种区别，结果总的看法如何影响系统的行为。说明结构层次的概念，我们将集中在冷轧厂一个样品子系统，四辊架被描绘在图 3。功能结构表明 液压回路中的动作的基本模式，通过分析不同的任务（功能）的工厂已经完成。它代表了一种定性的系统描述。一个关键的元素在功能结构是所谓的 液压轴”，它的定义如下。液压轴代表和实现整个液压厂隶属函数 f。一个定义在这些工作，控制的相互连接，并供应元件，实现 F 四辊液压致动器站执行两个任务分别由定向负荷和运动量。在功能层面的表示在图 4 中给出了辊站。液压轴及其相互关系承认深远的结论检测，在 3 节规定的水平。在组成结构的功能实现所选择的研究。装置的结构包括在液压元件（泵，阀门，气瓶信息，等）以及它们的几何和物理布局。通过开 关结构的开关位置的可能的组合的整体特征是：一个阀门，例如，可打开或关闭。图 6 描述了轧机机架的表示在组件级别。该系统的理论结构包含两个液压驱动作为一个整体，其单一成分的动态行为的信息。描述动力学的常用方法是微分方程和差分方程或状态空间形式（施瓦茨， 1991）。系统理论观点，包括对控制量的信息，以及控制系统的动态行为。图 7 块图揭示了轧机系统的理论结构。通过分析和仿真结果在驱动器的性能要求相比，可以决定每个液压轴是否开放或闭环控制的概念是足够的。在进一步的步骤，一个合适的控制策略（线性，非线性，等等）可以被分配。 备注。而功能结构产生的定性描述，系统描述在组件和系统的理论水平更定量，分别。此外，该结构设置的分析表明，一个水电厂的行为的影响（参见图 2）：（ 1）首先，功能结构必须被视为不变的，因为它来自于客户的需求。如果给定的结构被证明是不能令人满意的，修改 而产生的一种启发式分析方法 是可取的；（ 2）注意到，在组件级，启发式和分析相结合的方法是对液压元件的变化或交换的需要，构成控制系统；（ 3）系统的理论水平方便的动态行为的调查：控制理论提供了一个合适的控制策略，选择一种解析方法的参数，等等。 压轴和联轴器 针对液压系统的功能结构的调查，和液压轴检测评价是中央的兴趣。他们的分析有助于植物内部的关系有了更深的了解，提供的能量流的一个概述相对于功能得以实现。给出部分液压轴的定义 根据元素在一起，致力于实现一个功能的标准。请注意，多执行机构（液压马达 /气缸）可能 有助于相同的功能，从而形成一个单一的液压轴（图 8）。这种情况给出了（一）相同的子电路是由一个 控制单元，（ B）的同步运动，通过开环或闭环控制下进行的，或（ C， D）机械接头，如导轨和齿轮单元，执行一个独特的行为。除了考虑孤立的液压轴，它是必要的调查，他 们的相互关系。下面的耦合类型已制定了 0 级（无耦合。）液压轴没有耦合，既没有实力也没有它们之间的信息联系。 1 级（信息耦合。）液压轴，只有通过控制连接连接 所谓信息耦合。 2 级（平行耦合。）液压轴具有自己进入一个共同的电源并联耦合。 3 级（串联耦合。）一系列耦合连接液压轴的电源（或处理）是经前或以下轴实现。 4 级（顺序耦合。）一个顺序耦合是给定的，如果一个跟随轴的性能依赖于状态变量，如压力或前一个为了在一个序列中的工作位置。 运用泛函结构的概念图 1 的冷轧厂， 15 个液压轴连同他们的联轴器可以发现。图 9 的左边设想图中的组 件的轴的会员，右边显示在树的形式，整个耦合方案。 3。结构分析的好处 液压系统的结构分析揭示了决策的基本设计。尤其是功能分析，它是基于一个系统的液压轴检测，将简化修改，扩展，和系统的适应性（斯坦， 1996）。液压轴单独处理显著降低了设计的努力在以下几个方面：智能仿真。智能仿真是人类的一种策略在分析一个复杂的系统：系统识别，减少自由，并在他们自己的模拟。这种策略减少了计算的复杂性和简化对结果的解释。液压轴建立适合子系统可以减少自由，因为他们执行一个不可分割的同时完成任务。静态设计。在驱动概念的液压轴信息（打开 /关闭中心，负荷传感，再生电路，等）允许计算程序有关的静态设计的选择。此外，本 改性知识的应用，考虑了轴的耦合水平控制概念的选择。考虑耦合之间的输入和输出变量为控制概念的选择的一个必要的决策依据。分析 阵 D（施瓦茨， 1991）产生的一种常见的方法。注意，系统可以解决是有限的。功能结构分析提供了一种分离成（ 1）的 统，其控制器的设计标准的方法可以应用，和（ 2）的降阶耦合的子系统，它可以更有效地 响甚至可能在所有。诊断。具有液压电路分解成液压轴，诊 断过程可以集中到一个单一的轴根据以下假设：如果症状仅仅观察到一个单一的液压轴，然后缺陷部件（ S）必须在该轴组件。如果症状在多轴的轴线观察， 耦合式将与缺陷部件进一步回答。黑塞和 1998）描述了一个系统，这种想法已经被设置成操作。注意液压轴之间的耦合智能分类形式是否水力设计问题的一种分解是允许的理由。在 0 级或 1 级耦合总是可以减少自由子系统，额外的信息是平行的，要求和顺序联轴器系列。
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