汽车起重机起升和变幅液压系统的仿真优化.pdf

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1、分类号UDC学校代码：1 0 1 5 3密级：公开硕士学位论文汽车起重机起升和变幅液压系统的仿真优化作者姓名：张雪峰入学年份：2 0 0 9 年9 月指导教师：费烨副教授学科专业：机械设计及理论申请学位：工学硕士所在单位：交通与机械工程学院论文提交日期：2 0 1 2 年5 月论文答辩日期：2 0 1 2 年6 月学位授予日期：2 0 1 2 年6 月答辩委员会主席：黄树涛答辩委员会组成：黄挝洼窆继量处至拯登拄王旦：论文评阅人：丝逝立蕉在运N；鼍僻-r 咀ti 毒j琴越鼠绺礅御铲抟声明本人声明，所里交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他

2、人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：磷曾磷目期：扩7，务C 目学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师竞全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：印学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学(或其授权机构)可以将学位论文的全部或部分内客编入有关数据库并通告网络提供检索，浏览(如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意)作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限口芈年口一年口一年半口

3、两年口作者签名：日期：年月导师签名：日期：年月汽车起重机是广泛应用于崮民经济备领域的一种流动式起重驶笛。随着我国经济建设的发展，对其需求域越来越大，对丝性能的要求也越来越-断。起升机构和变幅机构是汽车起重机重要的机构，其液压系统特性直接影响整个起重机的工作性能。目前-液压系统的性能优化往往采用经验及类比的方法，即花费了大量的时问和精力，叉增加了设计硪本通过对液压系统的仿真分析，了解系统的动态特性够l 相因素，在此基础上进行系统优化成为行之有效的方法。本文首先对基于仿真的优化技术进行了介绍阐述了液压系统仿真建模的几种方法以及雎于所舆分析的优化技术。对汽乍超重机起升机构、变幅机构的液压皿蹄进行了分

4、析，简化出相应的液压系统原理圈。借助法国A M E S i m 软件，恰当选择了系统元件的予模型，蘑点考虑平衡阀、变幅臂与变幅缸连接的元件予模型，分别建立Q Y 2 0 汽车起重机起升机构的液压仿真模氆和变幅机构的机液仿真模型弗通过现场实测验证仿真模型的正确性。此壮劬J：对起9 1 吲路和变幅网蹄的A M E S i m 仿真模型进行仿真分析，设定仿蛭工况迸行仿真宴骏，分别分析换向阀的切换开度，F 衡闽的_ f=脚爪力崎j，流7 L 直径以及1。作管蹄的内经对系统动卷特性的影响，确定影响系统动态特性的主要困素。借助仿真试验，获得系统主要参数较优的匹配结果，在这组较优参数下仿真得到的动态性能曲线

5、t 明显改善了两个回路的工作特性，起升系统雎力趣调煞下降了1 4，流量超调量下降了1 2 0,变幅系统从开始工作到压力稳定的时删缩短了9，压力超调量下J；举了4 1 系统的动卷性能得到了改进，达到优化系统的目的。利用这种基于仿真的优化方法，不仪获得了较为理想的效聚，而且为研究同类液压系统的优化问题提供了参考。关键词：汽车起重机；起升机构；变幅机构：液压系统：仿真：优化鞫节1I 宄牛譬似I e 芷A b s”a c tA b s t r a c tT r u c kc r l L r l ci sw i d e l ya p p l i e di nv a r i o u sa r e a so

6、 ft h en a t i o n a le c o n o m ya sm o b i l el i f t i n ge q u i p m e n tW i t ht h ed e v e l o p m e n to f o u rc o u n t r y se c o n o m i cc o n s t r u c t i o n，i ti sd e m a n d e dm o r ca n dr e q u i r e m e n t sf o ri t sp e r f o r m a n c ea r eh i 曲e LH o i s t i n gm e c h a

7、n i s ma n dh o i s t i n gm e c h a n i s ma x ei m p o r t a n ti n s t i t u t i o nc r a n e s；i t sd y n a m i cc h a r a e t e r i s t i e sd i r e c t l ya f f e c tt h ee n t i r ec r a n ew o r kp e r f o r m a n c eA tp r e s e n t，p e r f o r m a n c eo p t i m i z a t i o no fh y d r a u

8、 l i cs y s t e mi sm a i n l yb a s e do he x p e d e n c ea n da n a l o g ym e t h o df o rh y d r a u l i cs y s t e md e s i g n，I th a ss p e n tal o to f t i m ea n de n e r g y,a n da d d sd e s i g nc o s tS y s t e mo p t i m i z a t i o nb a s e do l lu n d e r s t a n d i n gt h es y s t

9、 e md y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c so f i n f l u e n e i n gf a e t o t t h r o u g ht h ea n a l y s i so f h y d r a u l i es y s t e ms i m u l a t i o nw o r k e de f f e c t i v eF i r s t l y,t r u c kc r a n eh y d r a u l i cs y s t e mc o m p o s i t i o na n dc h a r a c t e r i

10、 s t i c sa n dh y d r a u l i co p t i n t i z a t i o nt e c h n i q u e sb a s e do f fs i m u l a t i o nt e c h n o l o g ya r ci n t r o d u c e d；t h eh y d r a u l i cs y s t e ms i m u l a t i o nm o d e l i n go fs o m em e t h o d st oa u t o m o b i l ec r a n el u f f i n gm e c h a n i

11、 s ma r ce x p o u n d e d；h o i s t i n g m e c h a n i s mo f h y d r a n l i cc i r c u i t sa t e a n a l y z e dT h e n t h ec o f f e s p o n t h n gh y d r a u l i cs y s t e md i a g r a mi ss i m p l i f i e da n dt h ea m o u n to fQ Y 2 0t r u c kc r a u cl u f f i n gm e c h a n i s ma n

12、 dh o i s t i n gm e c h a n i s mh y d r a u l i cl o o pa r ec a l c u l a t e dS e c o n d l y,w i t hF r e n c hA M E S i ms o f t w a r e，w ee s t a b l i s hQ Y 2 0t r u c kc r a n el u f f i n gm e c h a n i s ma n dh o i s t i n gm e c h a n i s mo fm a c h i n ee l e c l r o h y d m u l i c

13、s i m u l a t i o nm o d e l，p r o p e r l yc h o o s i n g s y s t e mc o m p o n e n t so fs o l i t o nm o d e l，t c s“f y i n gt h es i m u l a t i o nm o d e lb yf i e l dm e a s m e n IA n dt h e nS i m u l a t i o na n da n a l y s i so fh o i s t i n ga n dI u f t i n gc i r c u i tb a s e d

14、o i lA M E S i m，S e ts i m u l a t i o nc o n d i t i o na n dR u ns i m u l a t i o ne x p e r i m e n t s，I n d i v i d u a la n a l y s i so ft h ec h a r a c t e r i s t i c sw h i c hi m p a c to ns y s t e md y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c s，F o re x a m p l ed i f f e r e n t l o a d

15、、d i f f e r e n t t h r o t t l ev a l v ea p e r t u r ea n do p e n i n gp r e s s u r e、d i f f e r e n tr e v e r s i n gv a l v ea p e r t u r ea n ds oo nD e t e r m i n i n gm a i nh c 幻陪w h i t hi si n f l u e n c es y s t e md y n a m i c sF i n a l l y,d e t e r m i n eo p t i m a lt a r

16、g e t，F o ri n t e m a lh y d r a u l i ep r e s s u r ew ew a n tt ot h ei m p a c to f p r e s s m ts m a l l e ra n db e t t e r,F o r t h ee x e c u t i v es y s t e mo fh y d r a u l i c，t h ee n g i n eo u t p u ts p e e d、t h e f o r c e、t o r q u ea n do p e r a t i o n m o d e t r a n s i t

17、 i o n w e w a n t t ob ea b l e t os m o o t hT o 曲r a i nt h i sg o a l，u s i n gt h eb a t c hp r o c e s s i n go fA M E S i mt oo p t i m a lo p e r a t i o no fs y s t e m s，o b t a i nar e a s o n a b l es mo f p a r a r a e t e r s，a m e l i o r a t e t h ed y n a m i cc h a r a c t e r i s

18、t i e so fs y s t e m s。a n da c h i e v e t h eg o a lo f o p t i m i z i n gs y s t e mT h eo p t i m i z a t i o nm e m o db a s e do ns i m u l a t i o nn o to n l ya c q u i s i t i o no f l d e a le f f e c tb u ta l s oh a sr e s e a r c hs i g n i f i c a n c e t oo t h e r h y d r a u l i c

19、s y s t e md e s i g n K e y s s o r d s：t r u c kc r a n e；I l o i s t i u gm e c h a n i s m：l i f t i n gm e c h a n i s m：h y d r a u l i cs y s l e mo p t i m i z a t i o nA b s l m c l峨l 饨牛 H 沧之羽：引。Jf-m【圳，牛 1-l t 殳l j kl摘要目次A b s t r a c t 第一章绪论引言儿I概进2 沧文的目的和意义22 课题的研究状况2 1 国内外液压仿真优化技术现状22 发展趋

20、势353 论文的研究内容6第二章基于仿真技术的液压系统优化方法72 I 液压仿真概谜72 2 液雎系统优化方法2 3 液睢仿真的主流软件2 3I 德国D S H p l u s 2 32 英国B a t h f p233 美国E A S Y 5234S i m u l i n k23S A M E S i m 2 4 本章小结第三章起升液压回路建模仿真l l1 23I 起升回路原理3 2 起升川路的A M E S i m 建模3 3 起升回路仿真工况的确定1 51 71 71 82 63 4 模型的实验验证3 03 4 I 实验目的3 42 实验方案3 43 相关实验笈备3 03 03 4 4

21、 实验和仿真曲线对比分析3 23 5 木章小结3 2第四章变幅液雎回路建模仿真”4 I 变惭回蹄原理4 2 变幅回路的A M E S i m 建梭【1日敞项l 研究生学亿论立43 变幅回路仿真工况的确定3 64 4 奉章小结3 6第“章基于A M E S i m 的起升和变幅回路优化3 75 l 优化目标概述3 75 2 起升液压网路优化3 75 2 l 换向阀5 2 2 平衡阀5 23 管路5 24 网路优化5 3 变幅回路优化5,4 本章小结第六章结论3 73 94 24 34 74 96 1 结论6 2 展望参考文献作者简介致谢5 I5 l5 l5 35 75 9恸*光牛#”【文C O

22、l U c I H SI l lC o n t e n t sA b s t r a c t，IA b s t r a c t1 1 lC h a p t e r II n t r o d u c t i o n jjjjjjjIIF o r e w o r d 1 1 IS u m m a r y，11 1 2 P u r p o s e a n ds i g n i f i c a n c e o f s u b j e c tr e s e a r c h+2I2 T r e n d s o f d o m e s t i ca n da b r o a dr e a t e d t o

23、s t u d y 3l2 1D e v e l o p m e n to f h y d r a u l i c o p t i m i z a t i o n t e c h n i q u ea th o m e a n da b r o a d 312 2 D e v e l o p m e n t t r e n d 51，3 R e s e a r c hc o n t e n t s o f s u b j e e t a6C h a p t e r 2T e c h n o l o g yh y d r a u l i cs y s t e mo p t i m i z a t

24、 i o nb a s e do f fs i m u l a t i o n72lS u m m a r y o f h y d r a u l i cs i m u a t i o l l72 2 T e c h n o l o g y h y d r a u l i cs y s t e mo p t i m i z a t i o n 823 M a j o rs o P c w a r eo f h y d r a u l i cs i m u l a t i o n823 1G e r m a n y s D S H p l u s9232B r i t a i n sB a t

25、l l f b1 0233 A m e r i c a。sE A S Y 5 1 0234S u m m a r yo f S i m u l i n k I l2 35S u m m a r y o f A M E S i m 1 22 4S u m m a r y1 5C h a p t e r3M o d e l l i n ga n dS i m u l a t i o no f h o i s t i n gh y d r a u l i cc i r c u i t 1 73 1 T h e o r yo f L i f t i n gs y s t e m h y d r a u

26、 l i ec i r c u i t 1 732 M o d e l l i n g o f h o i s t i n gc i r c u i tb a s e do n A M E S i m1 83 3 D e t e r m i n a t i o n o f s i m u l a t i o no p e r a t i n g m o d eo f h o i s d n g c i r c u i t，、2 63 4E x p e r i m e n ta n dv e r i f i c a t i o no fs i m u l a t i o nm o d e l3

27、03 4 IE x p e r i m e n tp u r p o s e，3 03 42E x p e r i m e n t a ls c h e m e3(13 43R e l a t e de x p e r i m e n t a le q u i p m e n t3 13 44C o m p a r a t i v ea n a l y s i so f e x p e r i m e n t a lc u r v ea n ds i m u l a t i o nc u r v e 3 23 5S u m m a r y 3 2C h a p t e r 4 M o d e

28、l l i n g a n d S i m u l a t i o no f i n l H n gh y d m u l i ec i r c u i t 3 34 1T h e o r yo f l u f f i n gs y s t e r nh y d r a u l i c c i r c u i t 一3 342 M o d e l l i n g o f l u f f i n gc i r c u i tb a s e do l l A M E S l 巾3 343D e t e m t i n a t i o no f s i m u l a t i o no p e r

29、a t i n g m o d eo f I u f f i n gc i r c u i t 3 64 4S u m m a r y，3 6C h a p t e r5O p t i m i z a t i o nn f l i f i i n ga i dl u f f i n gc i r c u i tb a s e do nA M E S i m3 75IS u m m a r y o f o p t i m i z a t i o ng o a I3 752 0 p t i m i z a t i o no f l i f t i n g c i r c u i t 3 752 1

30、R e v e r s i n g v a l v e3 7hC o n t e m s j 1l。i，：乍，f 冶支522 B a l a n c ev a l v e5 23P i p e l i n e，5 2 4 0 p t i m i z a t i o n5 3O p t i m i z a t i o no f l u f f i n g c i r c u i t 5 4S u m m a r y4 24 3C h a p t 目6C o n c l u s i o n6lC o n c l u s i o nR e f e r e n c e s，B i o g r a p

31、h i e s A c k n o w l e d g m e n t55 3蝴 宄。j t 似l e 卫址啦绪l tI 1 引言1 1 1 概述第一章绪论汽车起重机足各种工程建设广泛运用的重要起重设备，使用范围广、作业适应性好。汽车起重机主要适用于建筑、设备安装、材料运输和装卸等工作它对减轻劳动强度、降低建设成本、提商施工质量、加快建设速度以及实现工程施工机械化起着十分重要的作用。翻I 1 液压式汽车起重机F i gI1C a r t i e r m o u n t e d h y d r a u l i c a 彻c汽车起重机的起重装置一般足装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上，其行驶驾驶室与

32、起重操纵室分开敬置川如图ll 所示。鉴于这种结构上的优势汽车起重机具有机动性好转移迅速等特点，因此特别适用于流动性大、不固定的作业场所。近年来各国汽车起碴机的品种和产量都有报大发展。汽车起重机主要由会属结构、工作机构以及液压系统组成，其中工作机构又分为起升机构回转机构、超重情伸缩机构、变幅机构和支腿机构。起升机构闱r 重物升降：阿转机构通过m 惜M 转实上弛重物的水平移动；变幅机构是政变幅度的机构，用束护大超重机的J 作范I H；仲缩 J【拗-以黼节m 鸺的K 度从而艘坐起m 机m 重的I 作位背；止蹦机构J I 来，舡劬立腿t 支撑整台起煎 l。汽乍超重机的这些J 二作机构通常都足山液难系统

33、驱动和控制的。汽车起莺帆液压系统由E、下砷三掰个部分组成，中间由中心回转接头联接。t：车液压2辛?*：何m J 宄t j。忙：e Z系统一股由起升、变幅、伸缩和叫转回路组成，起升回路要求动作平稳，微动性能好：变幅回路要求能带负载变幅动作平稳可靠；伸缩回路要求作业时液压缸不能缩回回缩时不能超速i 回转回路要求回转稳通过自由滑转功能来实现吊重的自动对中-从而有效防J t 侧载的产生。下车液压系统主要是支腿回路，要求安全可靠作业时不能发生支腿自缩现象。安全起见，在液压系统中设有自动超负荷安全阀、缓冲阀及液压锁等，以防止起重机作业时过载或失述及油管突然破裂引起的意外事故发生。由于液压技术、电子技术、高

34、强度钢材和汽车工业的发展，促进了汽车起重机的发展。自重大、工作准备时间长的机械传动式汽车起重机已被液压式汽车起重机所代替。I 1 2 论文的目的和意义随着经济建设笈展的脚步我国的基础设麓建设力度谁在逐步加大，交通运输、消防、城建、水利建设、等基础设施的建设规模也变得越来越大，这给汽车起重机发展带来了前所未有的机遇，如图1 2 所示。汽车起霞机作为工程机械的主要品种，其液J 氍系统在环境透应性和工作可靠性、能耗和经济性，环境友好性、配置组合柔性等多方面有了更高的要求。所以，高、深、尖、高效节能的液压技术在汽车起重机上的应用也越来越广泛。圈1 2 汽乖起重机麻用举鲫F i g1 2 A 印l i

35、c a t i o ns c o p e o f c a r r i e r m o u n t e d h y d r a u l i c 自彻e中周的汽车起重机经过几十年的发展，从丌始引进国外先进技术，到现在走自主创新遒路有着自己清晰的发展脉络尤其是近几年中国的汽车起重机产业取得了长足的发展。在不久的将来，我国的汽车起重机行业一定会发展成为一个发展稳定，市场化程度砸L 日f 究7 学似论文第一章绪论3廊的成熟产业。山于汽车起重机各工作机构均液压系统驱动和控制因而液压技术成为其重要的技术基础。随着液压技术的迅速发展，也促进了液压起重机技术水平的迅速提高各种精巧的液压控制技术使汽车起重机性能进

36、一步完善。目前，国内已开始逐步使删可编程集成控带0 技术带有总线接口的液压阀块、液压马达、汕泵等控制和执行元件已经较为成熟液压和电器已经实现了紧密的结合。可以通过软件实现性能的调整，大幅度简化控制系统，减少液压元件-提高系统的稳定性，具备了实现故障自动诊断，远程控制的能力。就液压式汽车超重机而言液压系统性能决定了整机工作性能的优劣特别是其动态特性对系统的精确控制、液压元件的使用寿命具有重要影响。因此通过对液压系统特性进行仿真，可以研究其性能参数如负载与系统特性之间的相互作用关系，系统各元件之M 的相互影响为系统关键参数的合_【9 1 匹配以优化系统_ _ f=作特性提供理论依据从而达到优化系统

37、的目的。基于以卜认知，奉文以Q Y 2 0 汽车起重机起升和变幅液压系统为研究对雾对其回路进行建模仿真，井分析影响其系统动态特性的因索；在此基础上对起升和变幅的工作过程进行仿真试验，以提高响应述度、T 况转换时的平稳性为同的找出一套使系统性能改进的较优参数匹配。目前r 国内起重机厂家对液压系统的性能改善，大部是在类比设计或基于经验的基础上对相关参数进行调整，而且需要样机实验才能验证这种调整是否合理，因此，这类方法进行性能改善投入大、周期t i、经济效益低。结台计算机仿真技术对液压系统进行参数优化，可以在系统设计阶段及时发现问题，大大缩短周期、提高效率和企业的效益。因此可咀在液压系优化中采用基于

38、仿真的参数优化方法这正是本文研究意义之所在。1 2 课题的研究状况随着机械擞备关键部位中应J j 液压技术的应用越来越多，液压系统在汽车起重机中也广泛应用，其系统的优劣决定了整个产品的综台性能因而对汽车起重机液压系统的性能要求也越束越高。要提高性能必然会影响成本、体积和重量这样就需要进行优化。如今以计算机仿真为手段的优化技术已成为目前液压系统特性研究的实用且有效的重要方法经过仿真分析可以分析研究系统的动态特性响应以及各个相关参数对系统动态性能的影响，通过整体参数改变来达到晟优化设计1 4】。1 2l 国内外液压仿真优化技术现状寻求产品的墩佳性能是设计者的本能，埽早的液压系统优化是设计者基于设汁

39、经骏调拯系统相关参数t 改进系统性能。随着控制理论的渗入，八1 1，：始借助传递函数对液压系统性能进行分析据此埘相芙参数迸i 合理匹配，但这H 适干线性定常系统的改进j 优化。随着控制理论，数值分析理论和计算机技术的进步，仿真成为液眶系统分析的主要手段。基于仿真分析的液压系统改进与优化便成为发展的必然。A M E S i m 仿真模型，采用该模型对汽车起重机回转机构动力学特性进行了模拟仿真及分析研究各运动参数、系统匹配特性对回转特性f I 臼影响，并对如何改善系统的性能提出了建议；在液压系统元件方面长安大学道路施工技术装备教育部重点实验室与徐州徐工铁路装备有限公司合作I 叫，研究汽车起重机支幄

40、回路双向液压锁液f K 特性1 健掘职向液压镄结构及_ 作原理建立了液压锁A M E S i m 仿真模型通过调整不同参数，确定丁影响双向液压镄液压特性的主要因素并对模型进行优化，为其性能改进提出了意见。f*r H 咒小学化论业斜驻绪浩5l2 2 发展趋势由于液压技术厂泛采用了商新技术成果如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、摩擦磨损技术、可靠性技术以及新工艺、新材料的应用。使传统的液压技术有了新的进展电使液压系统和元件的水平有了很大的提高。仿真技术作为液压系统或元件设计阶段的必要手段已被业界广泛认谢。液压仿真技术从开始到现在已经有3 0 多年的历史随着流体力学，现代控制理论，算法理论，可靠

41、性理论等相关学科的发展，特别是计算机技术的突飞猛进，液压仿真技术也日盏成熟。最早的液压仿真方法是自行编程仿真，适用于较为简单的系统仿真者须具有较好的建模能力和一定的编程能力，但这种方法只能用在单输入单输出系统中不易处理液压系统中普遍存在的非线性问题。在此之后台人聚取数学模型山用户自行建立，选用+些通刚的算法系统进行仿真如常用s i m u l i n k 的软件它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境更值得一提的是这类软件还提供较好的仿真结果后处理功能。时至今同大部人选用争用的液压仿真软件进行仿真这类专用软件一般提供建模工jL。用户j 螫根据婴求 ；|原理闭等方式输入仿真I；I J 数

42、槲孥用软件便可自动建立数学模型井进行仿真计算输出仿真结果。现代液压仿真软件一般都县有如下功能：J“泛的基本液压元件模型及灵活的缎装；支持多领域建模仿真：图彤化操作界面：支持实时仿真及提供与通用软件J 1；|匹配的接口等等。今后液压仿真优化技术的发展方向士要有：一、建模技术当前液压系统仿真技术存在的主要问题是建模方法通用性1：强，对用户要求太高。针对以上问趔t 液压系统仿真技术的发展趋势为：实现仿真建模方法的通用化。仿真模型的通用性主要是指仿真模型的可重用性和可扩展性，针对越来越多的复杂问题，如果仿真优化系统变成“一次性”或“废弃”的系统，将造成资金和资源的浪费，因此，要提高仿真模型的模块化程度

43、，针对不同问题采用“即插即用”的方式快速构建仿真模型；进行面向对象仿真技术的研究；开展人机和谐仿真环境的研究：在液压系统仿真技术中引用数据库技术。=、优化技术尽管目前优化技术已有许多算法和软件并得到了较为广泛的应用，但仿真优化领域仍然存在一些亟待解次的问题仿真优化技术的发展也土要以解决如下问题为主：(I)实现仿真优化的智能化口前的仿趣优化系统要求j j 户埘仿真优化喜【法和仿班建楼工具有较深入的了解能够外展I：张麻J；1 j 如 利仿真优化算法存在大敏逗：】=参数需要选择仿真试验也需婴|殳胃备种参数如仿真羽始时自J、仿真结束时M 以及仿真迭代次数等等任何一项参数的变动对仿真优化结果都会产生影响

44、，如果要求非仿真专业人员来完成这些难度会比较大因此6第一章绪论碰十研究生学住论文如何根据具体问题，利用专家知泌辅助系统完成这些：作是一个可行的实现方法。(2)多学科领域的优化平台针对复杂的多学科问题的研究，利用多学科仿真软件可以建立多学科领域的仿真、优化平台如今各个领域都有成熟的仿真分析软件，将他们合理整合、无缝连接用于求解复杂的工程问题，是下一步的发展方向。1 3 论文的研究内容本文主要是根据工程机械某厂家产品展开，主要工作内容有：(1)建模准备根据该厂家的汽车起重机的液压原理圈，分析组成起升和变幅机构回路的组成元件，确定建立回路艇型需要的数据。(2)建模仿真利用A M E S i m 仿真

45、软件建立起升和变幅液洄路的仿真模型，根据产品数据进行液压系统的参数计算。没定工况然后设置仿真元件的模型参数进行回路动态仿真。(3)模型的实验验证利用相关宴验工具，根掘蹬定的工况进行整机现场删试 l|剐十f l 应的实验曲线跟仿真曲线对比，以此来验证模型的准确性。(4)仿真分析与优化基干仿真实验，确定影响回路特性的主要因素，通过这些因素的合理匹配，获得更好的回路：作特性。达到优化系统的目的，_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

46、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 破I 埘咒慢。#似沧史薷昂聃】仿“挫术帕渡限系统优化打法7!鼍第二章基于仿真技术的液压系统优化方法2 t 液压仿真概述由于机械、电气、液压、气动、控制系统的非线性以及研发过程中耗时和耗资巨大，业内人士很早就开始运用计算机仿真手段进行设计。计算机仿真是指以计算机为主要工具，运行真实系统或预研系统的仿真模型，通过对计算机输出信息的分析与研究，实现对实际系统运行状态的综台评估。它是分析评价现有系统运行状态或设计优化未来系统性能与功能的

47、一种技术手段。随着计算机技术的发展，仿真技术已经在备种技术领域以及学科建设中广泛应用，基于计算机软忭的液压建模仿真技术也逐渐变得成熟起来形成以计算机技术、控制理论和方法、相似原理、信息技术及其应用领域的档关专业技术为基础，利用数学建模方法对实际物理设备进行系统动态特性仿真的一门新兴科学技术】。如今经高校和科研单位的不断开拓，液压仿真技术在我国逐步发展起来井得到了广泛应用。液压仿真能够为液压系统的设计、控制|三【及优化提供强仃力的技术支持，因此作为液压系统设计q 1 的个重要技术州、饥必将越束越受到重税。系统仿真的实质是对所研究系统构建描述其L 作特性的数学模型井加以求解的过程，因此系统建模足实

48、现仿真的关键。日|j i 液压系统常见的几利-仿真建模方法有：(1)功率键合圈建模技术【1 4在研究液压系统的动态特性时，功率键合图表示系统在动态过程中的功率流程，即表示系统在各种因素的作用下在动态过程中，功率的流向、汇集、分配和能量转换等情况。在对系统建立数学模型进行数字仿真时，这种功率流程分析是必须进行的，功牢雠台图的作用则是把这种功率流程的分析用图形表达出来。它的优点，一方面在于功率键合圈对功率流描述上的模块化与系统本身各部分物理结构及各种动态影像因素之间具有直观而形象的一一对应关系，便于理解其物理意义因而可以帮助分析人员进行难确的分析避免产生错误；另一方面他与系统动志数学模型即状态方程

49、之问又存在着严格的逻辑上舶一致性，可以根据系统的功率键台图有规律的推导出相应的数学模型。(2)状态空删法”“状卷空间法是现代控制理论中建立在状番变量描述基础上的对控制系统分析和综合的方法。状态变量是能完全描述系统运动的一组变量。如果系统的外输入为已知，那么由这组变量的现时值就能完全确定系统在未柬备时刻的运动状态。通过状态变骨挑述能建立系统内部状卷变量与外部输入变蜃和输出变罱之唰的关系。反映状态变量与输入变量问因果关系的数学描述称为状忐疗程，l 可输出变避与状志变睫和输入变罱删的变换天系!l!J l b 齄测方程柬描述。状态空间法有很多优点。山于采用矩阵袭示当状态变罱、输入变量或输出变量的数目增

50、加时并不增加系统描述的复杂性。状杰空自J 法足时间域方法，所以很适合于用数字K椎章毖r 协f 技、的液吓茅统优化H 渍 r _ i 生，”【e 之电子计算机来计算。状态空叫法能揭示系统内部变量和外部变量问的关系-因而有可能找出过去来被认知的对系统性能有影响的因素对于系统的动态特性分析具有重要的意义。2 2 液压系统优化方法随着工业技术的不断发展对液压系统动态性能的要求越来越高。应用仿真技术对液压系统和元件的动态特性进行分析和研究是一种切实可行的方法。由于系统仿真本身不具有优化功能，每次仿真的结果只能给出系统的一组解，多次改变仿真的输入条件也只能得出某些参数分别对系统性能的影响结果。然而实际系统