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《基于键合图法的多领域系统建模与仿真》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、分类密级硕士学位论文基于键合图法的多领域系统建模与仿真危淑平导师姓名职称:摆玉龙副教授专业名称:电路与系统研究方向:计算机测量与控制论文答辩日期:2012年5月学位授予日期:2012年6月答辩委员会主席:评阅人:二〇一二年五月硕士学位论文M.D.Thesis基于键合图法的多领域系统建模与仿真TheModelingandSimulationformulti-domainSystemsBasedontheBondGraph危淑平WEIShuping二○一二年五月西北师范大学硕士学位论文摘要随着科学技术不断发展,对系统的要求也日益提高,按
2、静态或者稳态条件设计的系统一般都不能满足预定的要求,必须经过动态分析和设计才能获得性能良好的系统。现今复杂产品如汽车,飞机等通常涉及机械、电子、控制、液压、气动和软件等多学科领域,由于每个领域着眼的目标和问题不同,必然会存在学科领域之间的耦合问题,要研究这样复杂系统的动态特性,采用现有只涉及单一领域的仿真方法难以胜任。基于这一原因,本文利用键合图法对多领域系统建模与仿真进行了研究。利用20sim软件对键合图法的多领域系统建模是一种新的尝试,文中从简单的单领域到复杂的多领域都详细给出了建模过程。主要的创新工作如下:第一,针对多领域系统
3、从单领域到多领域的发展过程,在20sim软件仿真的环境下,对单领域主要是电子域进行建模与仿真。在电子域中,首先对比较简单的有源滤波电路——KHK电路进行键合图的建模与仿真,最后对一个比较复杂的电路——典型蔡氏电路进行键合图建模与仿真,并证明了键合图法在单领域系统中建模的有效性和可靠性。第二,针对多领域系统包括电子域、磁场域、机械域、液压域、热力学域等进行了键合图的建模与仿真,以电磁泵为例首先概述了电磁泵的基本工作原理,并建立电子域-磁场域-机械域-液压域的功率键合图模型,仿真分析了电磁泵中进出水的状态。在建立了电磁泵功率键合图模型的
4、基础上,以电磁泵工作时泵腔内发热情况为研究对象,建立了电子域-磁场域-机械域-液压域-热力学域的伪键合图模型,并研究了在仿真过程中纹波产生和消除的原因,为今后键合图法在多领域系统中的研究提供了一定的理论基础。关键词:多领域系统;单领域系统;键合图法;伪键合图;20sim软件I基于键合图法的多领域系统建模与仿真AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,therequirementforthesystemisbecomingmoreandmorehighly.Thesystemwh
5、ichisdesignedaccordingtothestaticorsteadystateconditionscan’tmeettherequirement.So,inordertoobtainthegoodsystem,itmustbedesignedwiththemethodofdynamicanalysis.Nowadays,thedesignofsomecomplexproducts,likethevehiclesandtheairplane,ofteninvolvetheareasofmachinery,electron
6、,control,hydraulicpressure,pneumatic,andsoftware.Becausedifferentareashavedifferentcharacteristics,itmusthavethequestionofcouplingproblemamongdifferentareas.Tostudythedynamiccharactersofthesecomplexsystems,theuseofthemethodthatonlyfitsthespecificareaapparentlycan’treac
7、htherequirement.Becauseofthisreason,thisarticlepaysattentiontotheresearchofthemodelingandsimulationformulti-domainsystemsbasedonthebondgraph.Itisanewtrytousethe20simsoftwaretomakeamulti-domainsystemmodelingwiththemethodofthebondgraph.Inthepaper,wegivetheparticularproce
8、ssfromthesimpleuniqueareatothecomplexmulti-domain.Themaininnovationpointsasfollows:Firstly,aimingatthedevelopmentofth