拓展元模型在液压系统应用的探究

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1、2009电机及电子学工程师联合会会议记录机电工程与自动化国际会议8月9号至12号，中国，长春拓展元模型在液压系统中应用的探究田军营和韩建海河南科技大学机电工程学院471000，中国，洛阳摘要：在对液压元件和液压系统进行分析后，本文提出了利用拓展学中的物元模型对液压元件及液压系统的设计方法。由于任何液压元件包含以下三个性能特点：输入，输出和性质，所以液压元件可以说是一个物元。任何液压系统都是通过液压元件之间的相互作用使一种能量输入并输出另一种能量的系统。由于一个液压元件不仅是一种特定类型的液压元件，同时也是液压

2、系统的一部分，因此，这篇文章创建了一个物元和关系元的液压系统模型，这个模型是由三个部分组成：液压元件的模型，液压元件的物元和关系元模型，液压系统的物元和关系元模型。因此，液压系统是一个有组织的具有对外输入/输出需求的拓展元素系统并且包含具有内部函数特征信息的组件。液压系统的拓展元模型通过整合性能特点，外部接口的液压元件及液压图可以得到。液压系统拓展元模型的研究提出了一个描述和存储的液压系统的动态模型，这对设计液压系统自动化具有重要意义。条件指数：液压图，液压系统，物元，拓展，模型Ⅰ.简介液压系统是用来控制液压

3、元件位置或加快其抗负荷的速度。液压系统的能量传递是采用加压液体的方式将能源从能量源传输到能源使用的地方[1]。液压系统是由液压元件和具有控制功能的液压回路组成[2]。在1983年，蔡教授[3]提出了一个解决不兼容问题的概念并宣布可拓学理论的诞生。可拓学的目标是研究通过采用形式化的工具解决矛盾问题的方法和原理，也就是说，定性和定量的分析。随着物元作为基本逻辑单元，物元理论和可拓集理论成为了可拓学的支柱。虽然可拓学是一门新兴科学，但是近年来它已广泛应用于各个领域，例如，经济，管理，控制，人工智能等。[4][5][

4、6]。由于物元框架提供了一个用形式化的语言来全面地分析问题，本文应用物元理论初步描绘了水力学的功能和特性。任何液压组件都有其本身的性能特点。液压元件的物元模型，包括它本身的性能特点，以及由设计和制造决定的性能特征值。一个液压系统的拓展模型是由它的性能特点和液压元件组成的。液压系统是一个能量传输和能量转换系统[7][8]。通常情况下，能量通过一个来源，如主电源供应，柴油发动机，航空发动机等，并逐步转换并传输到负载机械上。能量流建模，特别是其拓展的能量转换图，提供了动力控制系统设计中动态建模过程的根本，并且可以更

5、多的应用于系统设计[1]。本文采用结合性能特点，有外部接口的液压元件及液压图的研究方法。用拓展理论研究液压系统可以创造出许多新的技术和设计用于改进液压系统。为了讨论的方便，本文首先分析了液压系统的性质和液压组件的工作性能，然后构建物元模型。最后，通过物元间的计算得到在物元理论中设计液压系统的方法。Ⅱ.液压系统可拓模型的实施要点根据液压系统的特点，本文提出了在液压系统中构建可拓结构的步骤，如下所示：1）液压元件模型的设计与构建。虽然由于设计和制造的特殊需要各个液压元件具有不同的特点，但是液压元件在液压系统中有相

6、同或相近的职能。因此，可以设计出液压元件的模型。2）液压元件的物元模型和关系元模型。在这篇文章中通过液压元件的具体特征设计液压元件的物元模型和关系元模型，方便液压系统设计。3）液压系统的描绘和构建。液压系统的描绘和构建描述了在液压系统中信息和能源传递，并且包含了液压系统中的所有液压元件。Ⅲ.液压元件的分析液压系统是由能源装置，驱动器，控制元件，辅助设备和工作介质组成。液压元件主要是指能源装置，执行器，控制元件，辅助设备。工作介质在液压元件之间流动传递系统的控制和位移信息[8]。任何液压元件的性能特点都被它的设

7、计原理，制造方法和材料决定。因此具有相同或相似功能的液压元件往往有相同或相近的性能特点[8]。A.作为能源设备的液压元件本文以液压泵作为能源设备元件。所有液压泵应具备的主要性能特点，如吸油压力，工作压力，额定压力，适应压力范围，输出压力，压力类型，位移，最大适应位移量，最大位移，几何位移，理论排量，输出流量，驱动功率，速度范围，驱动力矩，功率消耗，转速，机械效率，容积效率，总功率，输入功率，输出功率等。因为有这些性能之间的内在关系，一些性能指数可以通过计算其它性能指数得到。因此，不同类型的泵的主要性能特点是不

8、同的。齿轮泵的性能指标是排量，额定压力，输出流量，驱动电源，调速范围等。叶片泵的性能指标是几何位移，压力分类，旋转方向等。这就是说，泵的主要性能特点包含的压力，位移和范围，旋转速度和范围，扭矩和范围，容积效率，总效率等[8][9][10]。从能力转换角度看泵，它是将机械能转换成液压能，因此，泵有输入机械能，输出液压能，并有渗漏偏差和工作过程中摩擦力的损失[1]。机械能通常与转速和扭矩有关；液压能量通