正确地用微分方程组描述了无粘性流体的运动伯努利.pptx
《正确地用微分方程组描述了无粘性流体的运动伯努利.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《正确地用微分方程组描述了无粘性流体的运动伯努利.pptx(32页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、报告大纲报告大纲 历史回顾历史回顾历史回顾前言前言前言 发展现状发展现状发展现状 未来展望未来展望未来展望 结束语结束语结束语 第1页/共32页 在回顾流体传动及控制学科发展历史的基础上,对在回顾流体传动及控制学科发展历史的基础上,对2020世纪世纪9090年代后期以来液压学科的年代后期以来液压学科的发展作了综合评述,它集众多学科于一体,具有显著的机电液一体化特征,尤其是与计算发展作了综合评述,它集众多学科于一体,具有显著的机电液一体化特征,尤其是与计算机技术相结合,使得液压学科在系统设计、控制、故障诊断、虚拟现实等方面有了长足的机技术相结合,使得液压学科在系统设计、控制、故障诊断、虚拟现实等
2、方面有了长足的进步。进步。最后对流体传动及控制技术的发展前景进行了预测,指出关注环保性能,提高效率;最后对流体传动及控制技术的发展前景进行了预测,指出关注环保性能,提高效率;元件与系统的集成化、模块化、智能化、网络化;新材料的使用将是未来的发展方向。元件与系统的集成化、模块化、智能化、网络化;新材料的使用将是未来的发展方向。流体传动与控制技术发展到今天,已经成为一门与其它学科相互关联、交叉的综合性流体传动与控制技术发展到今天,已经成为一门与其它学科相互关联、交叉的综合性学科。它是集液压技术、微电子技术、传感检测技术、计算机控制及现代控制理论等众多学科。它是集液压技术、微电子技术、传感检测技术、
3、计算机控制及现代控制理论等众多学科于一体的高交叉性、高综合性的技术学科,具有显著的机电液一体化特征。学科于一体的高交叉性、高综合性的技术学科,具有显著的机电液一体化特征。第2页/共32页流体传动与控制学科是人类在生产实践中逐步发展起来的。流体传动与控制学科是人类在生产实践中逐步发展起来的。一、一、一、历史回顾历史回顾历史回顾1 1 流体力学流体力学 对流体力学学科的形成作出第一个贡献的对流体力学学科的形成作出第一个贡献的是古希腊人阿基米德是古希腊人阿基米德(Archimedes)(Archimedes),他建立了,他建立了物理浮力定律和液体平衡理论。物理浮力定律和液体平衡理论。第3页/共32页
4、 1648 1648 1648年法国人帕斯卡年法国人帕斯卡年法国人帕斯卡(B.Pascal)(B.Pascal)(B.Pascal)提出静止液体中压提出静止液体中压提出静止液体中压 力传递的基本定律,奠定了液体静力学基础。力传递的基本定律,奠定了液体静力学基础。力传递的基本定律,奠定了液体静力学基础。流体力学尤其是流体动力学作为一门严密的科学,却是在经典力学建立了流体力学尤其是流体动力学作为一门严密的科学,却是在经典力学建立了流体力学尤其是流体动力学作为一门严密的科学,却是在经典力学建立了速度、加速度,力、流场等概念,以及质量、动量、能量三个守恒定律之速度、加速度,力、流场等概念,以及质量、动
5、量、能量三个守恒定律之速度、加速度,力、流场等概念,以及质量、动量、能量三个守恒定律之后才逐步形成的。后才逐步形成的。后才逐步形成的。171717世纪,力学奠基人牛顿世纪,力学奠基人牛顿世纪,力学奠基人牛顿(Newton)(Newton)(Newton)研究了在流体中运动的物体所受到的阻研究了在流体中运动的物体所受到的阻研究了在流体中运动的物体所受到的阻力,针对粘性流体运动时的内摩擦力提出了牛顿粘性定律。力,针对粘性流体运动时的内摩擦力提出了牛顿粘性定律。力,针对粘性流体运动时的内摩擦力提出了牛顿粘性定律。第4页/共32页173817381738年瑞土人欧拉年瑞土人欧拉年瑞土人欧拉(L.Eul
6、er)(L.Euler)(L.Euler)采用了连续介质的概念,把静力学中的压力概念推广采用了连续介质的概念,把静力学中的压力概念推广采用了连续介质的概念,把静力学中的压力概念推广到运动流体中,建立了欧拉方程,正确地用微分方程组描述了无粘性流体的运动到运动流体中,建立了欧拉方程,正确地用微分方程组描述了无粘性流体的运动到运动流体中,建立了欧拉方程,正确地用微分方程组描述了无粘性流体的运动 。伯努利伯努利伯努利(D.Bernoulli)(D.Bernoulli)(D.Bernoulli)从经典力学的能量守恒出发,研究供水管道中水的流动,进从经典力学的能量守恒出发,研究供水管道中水的流动,进从经典
7、力学的能量守恒出发,研究供水管道中水的流动,进行试验分析,得到了流体定常运动下的流速、压力、流道高度之间的关系行试验分析,得到了流体定常运动下的流速、压力、流道高度之间的关系行试验分析,得到了流体定常运动下的流速、压力、流道高度之间的关系伯伯伯努利方程。努利方程。努利方程。欧拉方程和伯努利方程的建立,是流体动力学作为一个分支学科建立的标志,欧拉方程和伯努利方程的建立,是流体动力学作为一个分支学科建立的标志,欧拉方程和伯努利方程的建立,是流体动力学作为一个分支学科建立的标志,从此开始了用微分方程和实验测量进行流体运动定量研究的阶段。从此开始了用微分方程和实验测量进行流体运动定量研究的阶段。从此开
8、始了用微分方程和实验测量进行流体运动定量研究的阶段。第5页/共32页18271827年法国人纳维年法国人纳维(C.L.M.Navier)(C.L.M.Navier)建立了粘性流体的基本运动方程;建立了粘性流体的基本运动方程;18451845年英国人斯托克斯年英国人斯托克斯(G.G.Stokes)(G.G.Stokes)又以更合理的方法导出了这组方程,这就是又以更合理的方法导出了这组方程,这就是沿用至今的沿用至今的N-SN-S方程,它是流体动力学方程,它是流体动力学 的理论基础。的理论基础。18831883年英国人雷诺年英国人雷诺(O.Reynolds)(O.Reynolds)发现液体具有两种不
9、同的流动状态发现液体具有两种不同的流动状态层层流和湍流,并建立湍流基本方程流和湍流,并建立湍流基本方程雷诺方程。雷诺方程。第6页/共32页2 2 液压传动液压传动 1795 1795 1795年英国人布拉默年英国人布拉默年英国人布拉默(J.Bramsh)(J.Bramsh)(J.Bramsh)发明了第一台液压发明了第一台液压发明了第一台液压 机,它的问世是流体动力应用于工业的成功典范,机,它的问世是流体动力应用于工业的成功典范,机,它的问世是流体动力应用于工业的成功典范,到到到182618261826年液压机已被广泛应用,此后还发展了许年液压机已被广泛应用,此后还发展了许年液压机已被广泛应用,
10、此后还发展了许 多水压传动控制回路,并且采用机能符号取代具体多水压传动控制回路,并且采用机能符号取代具体多水压传动控制回路,并且采用机能符号取代具体 的设计和结构,方便了液压技术的进一步发展。的设计和结构,方便了液压技术的进一步发展。的设计和结构,方便了液压技术的进一步发展。191919世纪是流体传动技术走向工业应用的世纪,它奠基于的流体力学成果之世纪是流体传动技术走向工业应用的世纪,它奠基于的流体力学成果之世纪是流体传动技术走向工业应用的世纪,它奠基于的流体力学成果之上,而工业革命以来的产业需求为液压技术的发展创造了先决条件。上,而工业革命以来的产业需求为液压技术的发展创造了先决条件。上,而
11、工业革命以来的产业需求为液压技术的发展创造了先决条件。第7页/共32页190519051905年美国人詹尼年美国人詹尼年美国人詹尼(Janney)(Janney)(Janney)首先将矿物油引入传动介质,并设计研制了带首先将矿物油引入传动介质,并设计研制了带首先将矿物油引入传动介质,并设计研制了带轴向柱塞机械的液压传动装置,并于轴向柱塞机械的液压传动装置,并于轴向柱塞机械的液压传动装置,并于190619061906年应用于军舰的炮塔装置上,年应用于军舰的炮塔装置上,年应用于军舰的炮塔装置上,为现代液压技术的发展揭开了序幕。为现代液压技术的发展揭开了序幕。为现代液压技术的发展揭开了序幕。1922
12、19221922年瑞士人托马年瑞士人托马年瑞士人托马(H.Thoma)(H.Thoma)(H.Thoma)发明了径向柱塞泵。发明了径向柱塞泵。发明了径向柱塞泵。193619361936年美国人威克斯年美国人威克斯年美国人威克斯(H.Vickers)(H.Vickers)(H.Vickers)一改传统的直动式机械控制机构,发明了一改传统的直动式机械控制机构,发明了一改传统的直动式机械控制机构,发明了先导控制式压力控制阀。稍后电磁阀和电液换向滑阀的问世,使先导控制形先导控制式压力控制阀。稍后电磁阀和电液换向滑阀的问世,使先导控制形先导控制式压力控制阀。稍后电磁阀和电液换向滑阀的问世,使先导控制形式
13、多样化。式多样化。式多样化。第8页/共32页3 3 控制论控制论 20 20 20世纪是流体传动与控制技术飞速发展并日趋成熟的世纪,也世纪是流体传动与控制技术飞速发展并日趋成熟的世纪,也世纪是流体传动与控制技术飞速发展并日趋成熟的世纪,也是控制理论与工程实践相互结合飞速发展的世纪,它为流体控制工是控制理论与工程实践相互结合飞速发展的世纪,它为流体控制工是控制理论与工程实践相互结合飞速发展的世纪,它为流体控制工程的进步提供了强有力的理论基础和技术支持。程的进步提供了强有力的理论基础和技术支持。程的进步提供了强有力的理论基础和技术支持。第9页/共32页 192219221922年美国人米诺尔斯基年
14、美国人米诺尔斯基年美国人米诺尔斯基(N.Minorsky)(N.Minorsky)(N.Minorsky)提出用于船舶驾驶伺服机构的比提出用于船舶驾驶伺服机构的比提出用于船舶驾驶伺服机构的比例、积分、微分例、积分、微分例、积分、微分(PID)(PID)(PID)控制方法。控制方法。控制方法。193219321932年瑞典人奈奎斯特年瑞典人奈奎斯特年瑞典人奈奎斯特(H(H(HNyquist)Nyquist)Nyquist)提出根据频率提出根据频率提出根据频率响应判断系统稳定性的准则。响应判断系统稳定性的准则。响应判断系统稳定性的准则。194819481948年美国科学家埃文斯年美国科学家埃文斯年
15、美国科学家埃文斯(W(W(WR RREvans)Evans)Evans)提出了根轨迹分析方法,同年提出了根轨迹分析方法,同年提出了根轨迹分析方法,同年申农申农申农(C(C(CE EEShannon)Shannon)Shannon)和维纳和维纳和维纳(N.Wiener)(N.Wiener)(N.Wiener)出版出版出版信息论信息论信息论与与与控制论控制论控制论。第10页/共32页4 4 液压传动及伺服系统液压传动及伺服系统 195019501950年摩根年摩根年摩根(Moog)(Moog)(Moog)研制成功采用微小输入信号的电液伺服阀后,美国麻研制成功采用微小输入信号的电液伺服阀后,美国麻研
16、制成功采用微小输入信号的电液伺服阀后,美国麻省理工学院的布莱克本省理工学院的布莱克本省理工学院的布莱克本(Blackburn)(Blackburn)(Blackburn)、李、李、李(Lee)(Lee)(Lee)等人在系统高压化和电液伺等人在系统高压化和电液伺等人在系统高压化和电液伺服机构方面进行了深入研究服机构方面进行了深入研究服机构方面进行了深入研究 。197019701970年前后信号功率介于开关控制和伺服控制之间的比例阀问世年前后信号功率介于开关控制和伺服控制之间的比例阀问世年前后信号功率介于开关控制和伺服控制之间的比例阀问世。二战后液压技术在航天、国防、汽车和机床工业中得到广泛应用,
17、并且走向产业二战后液压技术在航天、国防、汽车和机床工业中得到广泛应用,并且走向产业二战后液压技术在航天、国防、汽车和机床工业中得到广泛应用,并且走向产业独立发展,西方各国相继成立了行业协会和专业学会,液压传动和控制被作为新兴技独立发展,西方各国相继成立了行业协会和专业学会,液压传动和控制被作为新兴技独立发展,西方各国相继成立了行业协会和专业学会,液压传动和控制被作为新兴技术得到重视。这一时期称得上是液压工业的黄金岁月。术得到重视。这一时期称得上是液压工业的黄金岁月。术得到重视。这一时期称得上是液压工业的黄金岁月。第11页/共32页4 4 液压传动及伺服系统液压传动及伺服系统 l960l960l
18、960年布莱克本年布莱克本年布莱克本(Blackburn)(Blackburn)(Blackburn)的的的液动气动控制液动气动控制液动气动控制和和和l967l967l967年梅里特年梅里特年梅里特(Merritt)(Merritt)(Merritt)的的的液压控制系统液压控制系统液压控制系统两部科学著作相继问世,对液压控制理论作出了系统、两部科学著作相继问世,对液压控制理论作出了系统、两部科学著作相继问世,对液压控制理论作出了系统、科学的阐述。科学的阐述。科学的阐述。从从从196219621962年开始制定液压元件的标准年开始制定液压元件的标准年开始制定液压元件的标准(CETOP(CETOP
19、(CETOP,ISOISOISOTCl31)TCl31)TCl31)。在主阀结构上,早期采用水介质时大多选择锥阀结构;油压控制发展后在主阀结构上,早期采用水介质时大多选择锥阀结构;油压控制发展后在主阀结构上,早期采用水介质时大多选择锥阀结构;油压控制发展后圆柱滑阀结构成为主流。圆柱滑阀结构成为主流。圆柱滑阀结构成为主流。197019701970年前后二通插装阀年前后二通插装阀年前后二通插装阀(大中功率大中功率大中功率)以及螺纹插以及螺纹插以及螺纹插装阀装阀装阀(中小功率中小功率中小功率)问世井快速发展,使得滑阀结构受到冲击。问世井快速发展,使得滑阀结构受到冲击。问世井快速发展,使得滑阀结构受到
20、冲击。第12页/共32页 20 20 20世纪是流体传动及控制技术逐步走向成熟的时代。随着现代科学技术的飞速发世纪是流体传动及控制技术逐步走向成熟的时代。随着现代科学技术的飞速发世纪是流体传动及控制技术逐步走向成熟的时代。随着现代科学技术的飞速发展,它不仅可以充当一种传动方式,而且可以作为一种控制手段,充当了连接现代微展,它不仅可以充当一种传动方式,而且可以作为一种控制手段,充当了连接现代微展,它不仅可以充当一种传动方式,而且可以作为一种控制手段,充当了连接现代微电子技术和大功率控制对象之间的桥梁,成为现代控制工程中不可缺少的重要技术手电子技术和大功率控制对象之间的桥梁,成为现代控制工程中不可
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 正确地 微分 方程组 描述 了无 粘性 流体 运动 伯努利
限制150内