《基于伪键合图法的电磁泵建模与仿真.》

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1、２０１２年３月计算机工程与设计Ｍａｒ．２０１２第３３卷第３期ＣＯＭＰＵＴＥＲＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＮＤＤＥＳＩＧＮＶｏｌ．３３Ｎｏ．３基于伪键合图法的电磁泵建模与仿真摆玉龙，危淑平，许国威（西北师范大学物理与电子工程学院，甘肃兰州７３００７０）摘要：采用由荷兰Ｔｗｅｎｔｅ大学研发的机电一体化建模软件２０－ｓｉｍ，用键合图法模拟并实现了电磁泵中磁场域、电场域和液压域的相互作用过程，仿真分析了电磁泵

2、的进出水状况。根据电磁泵在工作过程中泵室的发热情况，利用伪键合图法对电磁泵中的热力系统进行了分析和仿真，结果显示了电磁泵系统的热力学性能和动态特征。在分析电磁泵进出水时纹波产生原因的基础上，通过调节参数消除了纹波的影响。总体仿真结果反映了在设计阶段的２０－ｓｉｍ建模环境中利用伪键合图法建模的直观效果。关键词：电磁泵；键合图；伪键合图；２０－ｓｉｍ软件；热力系统中图法分类号：ＴＰ３９１．９文献标识号：Ａ文章编号：１０００－７０２４（２０１２）０３－１２２２－０７Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｐｕｍ

3、ｐｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｐｓｅｕｄｏ－ｂｏｎｄｇｒａｐｈｍｅｔｈｏｄｓＢＡＩＹｕ－ｌｏｎｇ，ＷＥＩＳｈｕ－ｐｉｎｇ，ＸＵＧｕｏ－ｗｅｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ２０－ｓｉｍｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｙｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴ

4、ｗｅｎｔｅ（ｔｈｅＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ），ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｐｕｍｐｉｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙｕｓｉｎｇｂｏｎｄｇｒａｐｈｍｅｔｈｏｄｓｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｓｉｍｕｌａｔｅａｎｄｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｄｏｍａｉｎ，ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｄｏｍａｉｎａｎｄｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｄｏｍａｉｎ．Ｔｈｅｉｎｐｕｔｓａｎｄｏｕｔｐｕｔｓｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｐｕｍｐａｒｅａｌｓｏｓｉｍｕｌａｔｅ

5、ｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｈｅａｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐｕｍｐ’ｓｃｈａｍｂｅｒｄｕｒｉｎｇｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｐｓｅｕｄｏ－ｂｏｎｄｇｒａｐｈｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｕｓｅｄｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｐｕｍｐ．Ｔｈｅｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｄｙｎａｍｉｃｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍａｒｅｒｅｖｅａｌｅｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ

6、ｌｙ．Ｔｏｅｘｐｌａｉｎｔｈｅｒｅａｓｏｎｓｆｏｒｔｈｅｒｉｐｐｌｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｉｎｐｕｔｐａｒｔｏｆｔｈｅｐｕｍｐ，ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅａｄｊｕｓｔｅｄｔｏｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｉｐｐｌｅｓ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｅｉｄｅａｌｅｆｆｅｃｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｅｒｉｏｄｗｈｅｎｕｓｉｎｇ２０－ｓｉｍａｎｄｐｓｅｕｄｏ－ｂｏｎｄｇｒａｐｈｍｅｔｈｏｄｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ

7、ｐｕｍｐ；ｂｏｎｄｇｒａｐｈ；ｐｓｅｕｄｏ－ｂｏｎｄｇｒａｐｈ；２０－ｓｉｍｓｏｆｔｗａｒｅ；ｔｈｅｒｍａｌｓｙｓｔｅｍ燃机全工作过程，从而得出其模型的状态方程，为进一步０引言仿真研究提供了便利。多缸发动机是一个热力系统和机械键合图（ｂｏｎｄｇｒａｐｈ）是一种明确的图形化表示方法，系统耦合的典型装置，文献［４］基于四冲程发动机的工作它可以针对不同的物理系统建立统一的能量结构模型，而原理，用键合图对一个四缸汽油机进行了建模，其热力学［１－２］。针且还可以方便地建立多种能量系统统一的动态方程部分采用

8、在微分方程的基础上发展而来的伪键合图法建模。对热力系统等非电系统的建模与仿真，Ｋａｒｎｏｐｐ教授提出文献［５］对基于键合图的仿真软件进行了系统分析，文中了伪键合图（ｐｓｅｕｄｏｂｏｎｄｇｒａｐｈ）的概念。在文献［３－４］利用由荷兰Ｔｗｅｎｔｅ大学控制工程系研发的机电一体化建模中分别运用伪键合图建立了内燃机和多缸发动机的键合图软件２０－ｓｉｍ建立了电磁泵的键合图模型，仿真实现了电模型，系统仿真了其工作工程中的热力系统。内燃机是一磁泵的进出水的状况；利用伪键合图仿真分析了电磁泵中个热力系统和机械系统