液压冲击器仿真病态问
题
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的解决
摘要 : 在液压冲击器仿真系统 DBS2SIMU 中 , 采用面向对象的建模
方法
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, 较好地
解决了仿真过程中的病态问题 。
关键词 : 液压冲击器 ; 仿真 ; 建模 ; 病态问题
中图分类号 : TD42215 ; TD39119 文献标识码 : A
于病态容腔应采用小步长 。 冲击器仿真中的病态问
2 面向对象的冲击器模型
传统的液压仿真软件主要提供仿真运行 冲击器系统既是由容积大小相差悬的算法 、通用的数据结构和函数 。建模的过 组成的多容腔系统 , 同时也是灵敏程是把冲击系统中容腔之间的相互作用关系 与大惯性部件共存于一体的液压系转换成在数据结构内部对数据的操作的过
行液压冲击器仿真时 , 常会遇到病程 。这种建模方法不便于面向容腔层次上的
变步长法使用 , 所以不适于解决病态问题 。 所谓病态问题是 : 在进行仿真运算
在笔者新近开发的氮爆式液压冲击器仿 真 值单调地或波动地无限增大 , 直至( ) 软件 DBS2SIMU中 , 为解决病态问题 将计算步长缩到很小 , 溢出问题可的困扰 , 采用了一种新型的建模方法 ———面 但又大大地增加了仿真时间 。病态 向对象的建模方法 。 理实质是 : 液压系统中油液的刚性DBS2SIMU 软件将冲击器元件分为七大 小的流量差会导致容腔中的压力巨
病态问题的存在 , 求解冲击器仿真
部分 : 冲击体 、配流阀 、蓄能器及氮气腔 、 系统的特征根分散 , 系统趋向稳定 压力传感器 、控制器件 、液压泵 、油管 。部 增长 。为了保证算法的稳定和必要件的数学模型用微分方程形式描述 , 可分为 ( 对于会产生病态问题的容腔 下简两大类型 : ) 腔仿真步长要取小 , 从而造成了() 1 由牛顿第二定律所列出的运动微分 精度与提高仿真速度之间的矛盾 。 方程 : 的仿真算法 , 不论是龙格 —库塔n t 1 Y = ?F d t + Y ?0 i 姆斯法 、还是 GEAR 法 , 都无法调? M 0 ?i = 0 t 度和仿真精度的矛盾 。即使系统中
Y = Yd t + Y?0 0 个病态容腔也会对整个系统的仿真?
式中重影响 。M ———运动部件质量
压力方程 : 3 系统步长的自动处理模式n t ( ) Ep oL ( ) P t = Q d t + P i 0 ? DBS2SIMU 软件采用面向对象的方法建 V0 ?0i = 0
立冲击器系统的数学模型 ,其中每个对象都 ( ) 式中Ep ———当量弹性模数oL 拥有一个时间属性 ,即每个对象都有一个自 n ———容腔个数 己的时钟 ,所以需要有一个处理方法使每个 Q———特定容腔的流量因子i 对象的时钟与整个系统的时钟保持一致 。在 P———初始压力 0 软件中为了简化程序的编制量 ,笔者采用了
等分细化步长的线性处理法 ,并且在采用小 在部件微分方程描述的基础上 ,引入步长计算病态容腔各属性参数时 ,与之相关 “类”的 概 念 可 建 立 面 向 对 象 的 模 式 库。联的非病态容腔各属性在经大步长计算后均 “类”是一组具有相同数据结构和操作对象 被等分细化 ,以便统一时间基准 。由于冲击 的描述 。不同的“类”其数据结构与操作对 器各运动参数的线性度较好 ,这样处理不至 象的描述是不同的 。“类”是建立一个对象 于引起较大的误差 。经过如此处理 ,软件运 的
模板
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。每一 “类”对象中可以有不同属 行时 ,对于病态容腔仿真步长可以取得很小 , 性 , 例如压力值、仿真步长等 。如蓄能器的 而非病态容腔可以采用较大的系统步长 ,实 数学描述是 : 现仿真步长的自动改变 ,以缩短系统的仿真
accumulator {string type ; 时间 ,较好地解决冲击器仿真时的病态问题 。
此处理模式可用图 2 的框图来
表
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示 。仿真过
float gas-pressure ;
float oil-pressure ;
float flow ;
float time ;
float gas- volume
}
其在 MATLAB 系统中的可视化描述如图
1 所示 。
in- 1 oil - pressure in- 2 out- 1 gas - volume gas - pressure accumulator in- 3 flow
in- 4 time
图 1
() 在冲击器仿真软件 DBS2SIMU中 ,将整
个液压系统看成由一系列的对象所组成 。系
统的所有运动联系通过各个对象的信息传递
来实现 ,而系统的功能则通过对象的彼此作
用来实现 。以此来完成整个系统的模拟仿
参考文献 :
利用 DBS2SIMU 软件和无病态处理 〔1〕熊光楞等. 控制系统仿真与模型处理 〔M〕.
北京 : 科学出版社 , 1993. 般仿真程序对 DBS2500 型氮爆式碎
〔2〕冯惠军等. 面向对象的仿真综述 〔J 〕. 系统仿 进行了仿真 , 对完成一次完整冲击 () 真学报 , 1995 , 7 3. 算时间作了比较 , 如表 1 所示 , 前〔3〕王勇等. 复杂液压系统智能仿真研究 〔J 〕. 华
后者的 33 %左右 , 可见效果明显 。
() 5. 中理工大学学报 , 1997 表 1 一般仿真程序 DBS2SIMU 收稿日期 : 2000205209 ( )s 01001 01000 1 ( )s 27 82
中凿公司九届三次暨十届和十届一次
董事会议在南京市召开
司于 2000 年 4 月 1 日至 3 日在南京市召开了九届三次暨十届和十届一次董事会议 。出席会议的
个成员单位的董事 、董事代表以及公司正 、副总经理和其他人员共 24 人 。昆明风动机械厂因事
。
司九届三次会议听取并审议了公司总经理郭英先同志作的《跨进新世纪 迎接新挑战》的工作 经理施世明同志作的《中凿公司 1999 年度财务决算及 2000 年财务预算的报告》。
为 , 中凿公司较好地完成了九届三次董事会议确定的奋斗目标 , 在机构改革精减人员 、调整思、节约开支压缩费用以及搞好服务和处理价格保证金等方面做了一些实实在在的工作 , 为公司 积极努力 , 取得了一定成绩 , 为公司今后的发展奠定了有利的基础 。会议对公司有关报表规范 了具体意见 。 司十届董事会议选举了沈阳凿岩机械股份有限公司张杰同志和天水风动工具厂耿志君同志分别 十届董事会正 、副董事长 ; 经董事长提名 、董事会议讨论 , 聘任宣化采掘机械厂郭英先同志和 械厂施世明同志为公司正 、副总经理 。
司十届一次董事会议着重研究了公司 2000 年的工作指导思想和重点工作 , 并提出了 2000 年的
浙公网安备 33021202002483