太原理工大学液压CAD

太原理工大学液压CAD 一(CAD基础 dppQ,,RL1. 、、C,，分别为液阻、夜感、夜容，具体概念见,,HHHdQdQ/dtd,p/dt dQdp,2中所述。(、，类比于电路中的电感、电容。) pLQC,,,HHdtdt 2. 几个基本概念 :液体流动中无时不存在阻力。液阻导致传递能量的损失，以温升的形式表现RH 出来。 :液感表示流体动量变化产生的反抗流体加速或减速的惯性阻力。 LH :液容描述液压装置内工作液体及溶解其中的气体等弹性元素因受压变形产生CH 的反抗变形的容性阻力。 当流体速度发生变化时，液体质量具有的惯性具有阻止速度变化的特性。其物理性质类似于电路中的电感所具有的性质。 3. 为什么通过液感的流量不能发生跳变?(因为流量是连续的，不允许出现跳变。) 4. 目前液压CAD 中常用的软件有哪些,各有什么优缺点,(美Matlab/Simulink: 功能强大，应用范围广，使用方便;法AMEsim、德SimulationX:应用范围广， 专业性强。) 5. 用传递函数方法、状态空间方法、微分方程初值问题方法描述液压系统的问题时， 各有什么优缺点,(传递函数方法:简单、线性定常，但必须在零初始情况下进 行;状态空间方法:问题描述化，求解过程标准化，非零初始，信息量大) 6. 液压缸活塞上的平衡方程为: ，，， pA,pA,Mx，Bx，Kx，F，F1p12p2ppppppNL 以x为输出，用方框图表示出该方程的输入输出关系。p P1+Ap11xc2P1xMs，Bs，KxccxcxcP2PA2p2,或 7. 滑阀放大器的流量方程为: 及 Q,CWx2(p,p)/,Q,CWx2(p,p)/,1dvs12dv20以Q、Q为输出，用方框图表示出该方程的输入输出关系。12 FL Q1xxpv阀-缸动力系统f、fqp1qp2 Q2PP12 或者 xpxv FL 8. 液压缸其中一个腔的流量连续方程为 V1 ，，，Q,A(x,x)，C(p,p)，Cp，p1p1pci12e111,e以p为输出，用方框图表示出该方程的输入输出关系。1 1QP11V1s，C，Cie1Q1,,e AsPPP121CPi2xp xpxc,xc或者 V2，，，Q，Cp,A(x,x)，C(p,p)，p另一个腔:，以为输出: p2e22p2pci1222,e 1P2Q2V2Q2s，C,Cie2,,ePP12Asp2CPi1xp xpxc,xc或者 9. 某比例阀出厂时给出，当输入电流为阶跃信号时，阀芯位移的输入阶跃响应曲线 如下图， 0(1) 对于不同强度的输入信号，该阀的阀芯位移阶跃响应有什么特点,(阀1 0芯响应过程中的速度有最大值;阶跃响应是一个欠阻尼过程。) 2 (2) 在创建其模型时如何处理该问题, 1以简单的为线性模型，事实上，只要对其速度进行限制，就可以近G(s),svs/,，1r 似达到拟合实际阶跃响应的目的，如下图: 1ω=2π*95rs,[-85,85] 10. 只讨论输入输出关系时，液压缸、液压泵、液压阀的简化模型如图，写出液压缸 的所有输入变量和所有反馈变量。 输出/反馈 输入液压缸输出力F 缸的结构参数: Aa,Ab,Va,Vb,Ci,Ce 解如下图: ,P输出流量Pab 输入流 输出力F,Q量Qab液压缸 缸参数: Aa,Ab,Va,Vb,Ci,Ce负载参数xvp, 微分方程部分 欧拉法特点:单步，显式，1阶求解精度，截断误差2阶，求解为 ; y,y，h,f(x,y)n，1n 改进欧拉法:单步，隐式，2阶求解精度，截断误差3阶，求解公式为 1; y,y，(f(x，y)，f(x，y))n，1nnnn，1n，12 四阶R-G方法:单步、显式，4阶求解精度，截断误差5阶:求解公式为……; Adams方法:多步(4步)、显式，4阶求解精度，截断误差5阶; MATLAB/Simulink部分 11. 在Simulink中，了解模型库continues(连续模块组)、math operations(数学运算 模块组)、discontinues(非线性模块组)、sinks(输出池模块组)、sources(信号 源模块组)中各模块的功能，可根据实际要求选择模块、可根据模块指出实际模 型，即实际元件<——>模块。 12. 掌握主要模块的参数设置方法(以matlab6.5为例，包括Saturation(对输入信号 进行限幅)、Gain(输入信号乘上一个常数增益)、Math Function(传递函数数学 运算)、To Workspace(把数据输出到工作面上的一个矩阵中)、Step(产生阶跃 曲线)、Sine Wave(产生一个正弦波)、Repeating Sequence(产生规律重复的任 意信号)，尤其是Transfer Fcn(建立一个线性传递函数)、Scope(示波器-在仿真 过程中显示信号)、Signal Generator(信号发生器，产生各种不同的信号)，要求 可以对给定的两个方向的操作(参数<——>模型)。 13. 掌握仿真求解器参数设置的方法，即Simulation—>simulation parameters下Solver 页框中的参数设置方法(仿真要求<——>参数设置)。(允许用户设置仿真的开始、 结束时间以及选择解法器，说明其参数及选择一些输出选项。) 14. 掌握几个matlab命令行命令，要求了解命令的功能，根据操作要求写出命令，根 据命令解释含义。主要包括:>>save abc(保存数据至abc文件)、plot(x,y)(作 x-y坐标图)、impulse(脉冲)、step(阶跃)、initial(初始化)、bode(伯德图)、 nyquist(奈奎斯特图)、nichols(对数幅相图)、margin(从频域响应数据中计算 出幅值裕度和相角裕度及其对应的角频率)、pzmap(零极图)、rlocus(根轨迹图) 15. 在Simulink中，parallel(并)、series(串)、feedback(反馈)如何使用。tf([0.001 0.001s，11], [0.001 0.05 1])(G(s),)、zpk([1], [-1-i -1+i -2], 2)20.001s，0.05s，1 2(s,1)2(s,1)G(s),,)结果如何,ss(A,B,C,D)如(2(s，1，i)(s，1,i)(s，2)(s，2s，2)(s，2) 21.1s何使用,实现模块，需要用到Simulink中的哪个模块,G(s)的G(s),20.01s，0.2s，1 分子多项式N和分母多项式D怎样设。 16. 在simulink中，可以通过示波器(Scope)直接输出运算结果，可以通过workshop、 示波器进行数据输出。可以通过save命令进行数据保存，还可以直接与excel进 行数据交换。 AMESim部分 17. 如图是利用AMESim创建的一个液压系统的仿真模型，请指出该模型用到哪些 基本图标(Icon)。 18. 液压缸、液压伺服阀的的参数设置表如下图，指出显示出来的各个参数的含义。 说明AMESim中Library(元件库)、category(目录)、Icon(图标)、Component (元件)之间的关系 。(从左至右，依次包含的关系。) 19. 利用AMESim建立液压系统模型时，节流阀的参数设置中有一行为“1 for pressure drop/flow rate pair 2 for orifice diameter”，如图，请解释这一行的意思。 “1 for pressure drop/flow rate pair 2 for orifice diameter”:“1代表压力或流速;2代表节流阀孔径” 20. AMESim进入运行模式后，在进行运行参数设置时，如图，选择“Batch”的好 意时什么,(进行批处理) 21. 在MATLAB中启动Simulink的方法有哪几种, 1)在MATLAB命令窗口中输入simulink。 2)MATLAB主窗口中，点击快捷按钮来打开Simulink Library Browser窗口。 22. 在Simulink中。模块“Gain”与“Slider Gain”有什么区别, Gain是固定的;Slider Gain是滑动可调的，在仿真动态过程中可调。 23. 如果需要将Simulink仿真过程中的数据记录到硬盘中，可以采用什么方法, (Save即可) 24. 在Simulink中设计了一个Subsystem，双击该Subsystem时出现左图的界面，进 入Subsystem后出现右图，请问在该Subsystem的Edit Mask操作中，怎样对 Parameters页框进行设置。 将PID控制器比例增益参数4更改为Kp; 将PID控制器积分增益参数20更改为Ki; 将PID控制器微分增益参数0.05更改为Kd。 ============================================================ 6( 当已知某液压元件或系统的模型时，为观察其对各种输入信号的响应情况，可利用Simulink进行辅助分析，要求能建立模型、设置各个模块的参数、设置仿真参数、示波器参数，将分析结果进行保存及输出。 7( 利用simulink进行分析时，如何保证示波器能显示完整的仿真过程,(显示容量大于仿真数据量或者对数据进行抽样选择。)出现以下情况怎么办:波器只显示部分时间段的数据、示波器中看到的是折线而不是连续曲线,(步长太大，减小步长即可。) 8(利用simulink进行分析时，有哪些方式可以将分析结果输出,每种方式的输出结果怎样使用,(如“>>save abc”将当前工作空间的数据存储到abc.mat文件，使用时可以在matlab中通过“>>load abc.mat”将abc.mat中保存的数据调入工作空间。) 1，利用CAD软件实现液压系统的分析，通常需要哪几步,(建模-设置参数-运行- 分析结果) 2，在AMESim中，Library包含categories、categories包含Icons、Icons包含components。 了解他们之间的包含关系非常有助于设计supercomponent(超级元件)。 3，解释几个AMESim图标的含义(从左至右依次是: Sketch mode、Submodel mode、Parameter mode、Run mode、选择仿真参数、开始仿 真。) 4(AMESim可以同时处理10个不同属性的流体介质。当液压系统中采用多种介质时，怎样利用AMESim的模块“general hydraulic properties ”进行辅助设计,，其他相关元件怎样设置,(通过选择元件对应的index of hydraulic fluid的编号来进行设置。) 5(怎样将AMESim的分析数据输出到其他文件输出,(图片:File-Export plot picture; 数据:File-Export value)------Amesim的运算结果可以输出图片、数据(目前只能到文本文件) 5, 下图是AMESim中液压原件“HV01 - hydraulically operated 2 port valve”的相关说明， 要求通过变量设置，可以用公式(xv的表达式)实现具有定值减压阀、定差减压阀、溢流阀功能的元件。并在HV01元件图中通过AMESim元件库实现。 变量 说明 单位 xv null mensionless valve opening(阀芯位移) a2 dimensionless area for pilot pressure port 2 null a4 dimensionless area for pilot pressure port 4 null a5 dimensionless area for pilot pressure port 5 null pcrack spring pre-tension bar pmax pilot pressure required to open the valve bar fully xv = (a4 . pp4 + a5 . pp5 - a2 . pp2 - pcrack) / pmax (1) 一个定值减压阀(定差减压阀)，其输出压力为pout， 方法之一:令a2=a4=a5=1,pp4=k+pcrack，pp5=0,pp2=Pout，则有Pout=k，如图 方法之二: (2) 一个定差减压阀，Pin-Pout=k 方法之一:令a2=a4=a5=1,pp4=Pin，pp5=0，pp2=Pout，Pcrack=k，则 Pin-Pout=k，如图 方法之二: (3) 一个溢流阀，其稳定压力Pin=k。 方法之一:令a2=a4=a5=1，pp4=Pin，Pcrack=k，pp2=pp5=0，则 Pin=k。图简单，略 方法之二: (1)(2) (3) 6，某单出杆液压缸的主要参数为“缸内径63mm，活塞直径45mm，行程400mm，中位位置是活塞生出150mm的位置”，在以下的液压缸参数设置对话框中怎样进行设置。 piston diameter值25mm改为63mm; Rod diameter值12mm改为45mm; Length of stroke值0.3m改为0.4m。 7，超级元件一旦完成创建，可以象普通元件一样使用，叙述创建一个supercomponent 的过程步骤 1)建立正确的包含被创建部分的液压系统 2)选择被创建部分，进入建立supercomponoent创建过程 3)选择或创建一个categoriy，例如选择“Hydraulic” 4)选择或创建一个Icon，例如选择“Hydraulic Rressure Relief Valves” 5)为所要创建的supercomponent创建一个显示图片 6)为所要创建的supercomponent建立名称等信息 7)为所要创建的supercomponent建输入输出连接关系 8(目前AMESim与simulink、adams有直接接口，但与ansys尚无直接接口。