发表于:2004-05-11 10:03:00
楼主
精确地描述液压系统
液压系统分析的主要目标是获取系统在某一瞬时的流量,压力和温度,机械系统的力、位移、速度、角度、角速度等。通过观察这些物理量的变化来调整系统的结构、组成和参数,同时设计出合适的控制器以满足既定的性能指标。利用数学模型进行分析时必然会遇到液压系统固有的非线性、不连续等问题,其物理原因如下:
工作液具有可压缩性,它的体积弹性模量受温度、压力和气体含量的影响,尤其是气体含量;
管路的弯曲、分枝和摩擦会影响流体的运动,他们都与流体的运动状态有关(紊流/层流);
工作液的粘度受系统压力和温度的变化的影响(主要是温度),会影响系统的性能;
系统由于摩擦,压力或动能的损失而发热,会极大地影响其他物理参数;
系统可能会发生液压冲击,并在管路内引起振荡;
系统可能会有使用多种工作液的不同回路。
这些物理因素都或多或少决定系统的性能和控制器的设计,在设计和验证中是难以简化和省略的。EASY5进行数字仿真时如何解决这些问题:
工作液的种类和粘-温特性
EASY5 提供了多种常用工作液的模型和相应数据,可以查找每个元件中当前温度下油液的粘性。在动态过程计算中代入相应的查找结果。
沿程和局部损失
流体的压力损失主要是由摩擦引起的沿程阻尼和孔口出流引起的节流损失,基于液压流体力学相应的计算方法。EASY5根据当前流动的雷诺数判断流态的变化,并决定该引用何种计算模型。具体的压力损失结构可以是管路内壁摩擦,分支、汇合、转角,阀芯开口等。
工作介质的压缩性
任意时刻系统中任何一点流体体积弹性模量都可能不同,须分别计算。EASY5不再简单的认为工作液有无穷大刚性。软件会根据元件中的液体的压力、温度和所含气体比例按流体力学理论计算其应有的刚度。
系统热效应
由于摩擦和其他能量形式的转换会引起系统各点不同的温度变化。EASY5基于能量守恒进行温度计算。系统各局部发热能力不同,温度也不一样,但都会引起工作液的温度变化。通过能量计算,每个元件都可显示其流出液体的温度。EASY5 的液压元件库中备有散热元件,协助散热器的设计和选用。
多回路
系统中可以存在多个回路,EASY5对使用统一种工作液的回路给出相应的标识,计算时分别使用各自的数据库(前提是不能"窜油")。
其他计算
EASY5的计算并不局限于液压模型的算法,只要有计算代码或模型,都可以在软件环境中求解动态过程。如水锤现象,除液压流体方程部分的计算,还要利用动量原理。
EASY5 的元件模型对液压系统当中的各种物理特性和效应给予了充分的考虑,因此所构造的液压系统模型具有很高的逼真度,避免了使用通用建模和分析软件时须自行构造元件方程的麻烦