（机械电子工程专业论文）基于amesim的蓄能器油压试验台开发与应用.pdf

ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt og u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y f o rt h ed e g r e eo fm a s t e ro fe n g i n e e r i n gs c i e n c e e x p l o i ta n da p p l i c a t i o no fh y d r a u l i ct e s ts t a t i o n f o ra c c u m u l a t o r sb a s e do na me s i m c a n d i d a t e ：l i uz h i j u n s u p e r v i s o r ：p r o f h u a n gz h i j i a n j u n e2 0 1 0 s c h o o lo fe l e c t r o m e c h a n i c a le n g i n e e r i n g g u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y g u a n g z h o u ，g u a n g d o n g ，p r c h i n a ，5 10 0 9 了系统中重要部件的选择依据，并基于此提出了油压试验台的原理和设计思路。利 用蓄能器的蓄能原理本文还提出了油压试验台的节能控制模式，并通过仿真和结果 分析验证了系统节能模式的可行性。 通过对液压系统建模与仿真方法的研究，得到基于图形化建模与仿真工具 a m e s i m 是研究液压系统性能行之有效的研究途径。本论文基于a m e s i m 仿真软件 平台首先对蓄能器油压试验台部分元件进行了建模，其次建立了油压试验台的仿真 模型。并通过系统参数的设定得到了蓄能器分别在打压试验、保压试验和节能模式 下的仿真曲线。油压试验台的设计开发包括机械和电气两部分，机械部分对液压泵、 液压阀台、蓄能器、冷却器等进行了研究与开发，电气部分分析了p l c 、触摸屏及 变频器各部件的选型依据与工程中的应用验证。 最终，利用蓄能器油压试验台系统在a m e s i m 环境下的仿真结果与应用成果数 据的分析验证了该液压系统建模仿真对系统整体设计的有效性。根据蓄能器油压试 验台应用成果，总结了通过c a d 辅助设计的途径来达到液压系统总体性能的优化和 完善是可行的。 蓄能器油压试验台的设计开发满足了系统性能的要求，达到了预期目的。 关键词蓄能器油压试验台；建模；仿真；a m e s i m ；节能模式 a b s t r a c t a bs t r a c t a c c u m u l a t o ri st h ei m p o r t a n ta c c e s s o r yi nh y d r a u l i cs y s t e m ，t h ep r e s s u r et e s ta n d a s s e m b l yt e s t a r et h e p r e c o n d i t i o n sb e f o r e i t sp r o j e c ta p p l i c a t i o n t h en e wt y p eo f a c c u m u l a t o rt e s ts t a t i o ni st h es p e c i a lt e s te q m p m e mf o ra c c u m u l a t o r s p e r f o r m a n c et e s t t h i sp a p e ri ss t a r t e df r o mt h ec h a r a c t e r i s t i co fa c c u m u l a t o r s ，t h em a t h e m a t i c a lm o d e l w a sb u i l tf i r s t l y ，a n dt h e np u tf o r w a r dt h ep h e n o m e n o no fn o n - p a c k i n gp r e s s u r ei nt e s t p r o c e s s ，t h ee f f i c i e n tr e s o l v em e a s u r et ob ea d v i s e d w i t hm g a r dt o s e l e c t i o na n d d e m o n s t r a t eo ft h i st e c h n i c a lp r o j e c t ，t h ei m p o r t a n tp a r a m e t e r st ob ec a l c u l a t e di nd e t a i la n d d i s c u s s e dt h e s e l e c t i o ng i s to ft h ei m p o r t a n tp a r ti ns y s t e m a n dt h e nf i g u r eo u tt h e h y d r a u l i cp r i n c i p l ea n dd e s i g n i n gt h o u g h t t h e r ea l s op u tf o r w a r das a v i n gc o n t r o lm o d e lo f t h et e s ts t a t i o nw h i c hi sb a s e do i lt h et h e o r yo fa c c u m u l a t o r ，t h ef e a s i b i l i t yf o rt h i sm o d e l w a sv a l i d a t e db ya n a l y z ef r o mt h es i m u l a t i o na n dc o m p l e t er e s u l t b a s e do ns t u d yo fh y d r a u l i cm o d e l i n gb u i l da n ds i m u l a t i o nm e t h o d ，a m e s i mi s c o n s i d e r e dt h ee f f e c t i v ew a yt or e s e a r c hh y d r a u l i cp e r f o r m a n c ew h i c hi sb a s e do ng r a p h i c m o d e l i n ga n ds i m u l a t i o n s i m u l a t i v em o d e lo ft e s ts t a t i o np a r tw a sb u i l tb a s e do na m e s i m f t r s t l y ，a n dt h e nh y d r a u l i ct e s ts t a t i o n a f t e rp a r a m e t e rs e t t i n g ，t h es i m u l a t i v ec u r v eo f p r e s s u r et e s t , p a c k i n gp r e s s u r et e s ta n ds a v i n gm o d et e s tw a sr e c e i v e d e x p l o i t a t i o no f h y d r a u l i ct e s ts t a t i o ni n c l u d e dm e c h a n i c sa n de l e c t r i c s h y d r a u l i cp u m p ，h y d r a u l i cv a l v e b a s e ，a c c u m u l a t o ra n dc o o l e rp a r tw e r em e n t i o n e di nm e c h a n i c a l s e l e c t i o na n da p p l i c a t i o n 目录 目录 摘要 a b s t r a c t i l ；j录i i i c o n t e n t s 第一章绪论 1 1 本课题研究背景1 1 2 本课题研究的目的和意义2 1 2 1 本课题研究目的2 1 2 2 本课题研究意义3 1 2 3 本领域研究现状及发展趋势：3 1 3 课题研究的主要内容5 第二章蓄能器的性能研究一7 2 1 概述7 2 2 蓄能器的工作原理7 2 2 1 蓄能器的类型及比较7 2 2 2 工作原理8 2 2 3 蓄能器容积计算：1 0 2 3 蓄能器各组成单元数学模型分析。1o 2 3 1 蓄能器的工作介质压缩氮气模型1 1 2 3 2 蓄能器的工作介质一压力油模型1 3 2 4 蓄能器“不保压 现象及解决措施13 2 4 1 蓄能器快速增压过程分析1 4 2 4 2 “不保压 现象解决措施1 4 2 5 本章小结1 5 第三章油压试验台技术方案的选择与论证1 6 3 1 概述1 6 i i i 广东工业大学硕士学位论文 3 2 油压试验台设计技术要求及设计开发指导思想1 6 3 3 系统选型及组成元件的设计计算1 7 3 3 1 系统功率确定1 7 3 3 2 油箱容积确定1 8 3 3 3 管径选择1 9 3 3 4 液压控制阀的确定2 l 3 3 5 冷却器的计算与选择2 1 3 3 6 加热器的计算与选择。2 3 3 3 7 过滤器的计算与选择一2 4 3 4 油压试验台原理图及设计思路2 5 3 5 本章小结2 7 第四章液压系统建模与仿真分析方法的研究。2 8 4 1 概j 苤2 8 4 2 液压系统的特性。2 8 4 2 1 液压系统静特性。2 9 4 2 2 液压系统动特性2 9 4 3 液压系统建模方法的研究与分析2 9 4 3 1 解析法建模3 0 4 3 2 状态空间法建模一3 1 4 3 3 功率键合图法3 1 4 3 4 “灰箱 建模法3 2 4 3 5 基于电液相似原理建模法3 2 4 3 6 图形化建模与仿真工具a m e s i m 3 3 4 4 本章小结一3 4 第五章蓄能器油压试验台的建模、仿真及优化 3 5 5 1 概j 苤3 5 5 2 油压试验台的a m e s i m 模型3 5 5 2 1 油压试验台部分元件模型的建立3 5 5 2 2 蓄能器油压试验台模型的建立3 8 5 3 蓄能器油压试验台系统仿真与数据分析4 0 i v 4 0 4 0 4 3 4 3 4 5 4 6 4 6 4 7 4 7 4 7 6 2 2 液压阀4 8 6 2 3 液压阀台5 0 6 2 4 蓄能器51 6 2 5 冷却器5 2 6 2 6 系统整体布局5 3 6 3 油压试验台电气系统5 3 6 3 1p l c 的设计选用5 3 6 3 2w e i n v i e w 触摸屏的设计选用5 5 6 3 3 变频器的设计选用5 7 6 4 本章小结5 9 第七章蓄能器油压试验台的试验数据分析6 0 7 1 概述6 0 7 2 试验参数。6 0 7 3 蓄能器打压试验数据分析6 0 7 4 蓄能器保压试验数据分析6 1 7 5 蓄能器节能模式数据分析6 2 7 6 本章小结6 3 结论与展望6 4 参考文献。“ v 广东x - ：t k 大学硕士学住论文 攻读硕士学位期间主要成果及论文发表6 9 独创性声明 致谢。 1 2t h ep u r p o s ea n ds i g n i f i c a n c eo fr e s e a r c h 2 1 2 ip u r p o s eo fr e s e a r c h 2 1 2 2s i g n i f i c a n s eo fr e s e a r c h 3 1 2 3c u r r e n tt e c h n o l o g ya n dd e v e l o p m e n to fr e s e a r c h 3 1 3m a i nc o n t a i n to ft h i sr e s e a r c h j 5 c h a p t e r2p e r f o r m a n c es t u d yo f a c c u m u l a t o r s 7 2 1f o r e w o r d j 7 2 2w o r k i n gp r i n c i p l eo f a c c u m u l a t o r s 7 2 2 1a c c u m u l a t o rt y p ea n dc o m p a r i s o n 7 2 2 2w o r k i n g p r i n c i p l e 8 2 2 3v o l u m ec a l c u l a t eo f a c c u m u l a t o r 10 2 3m a t h e m a t i cm o d e la n a l y s eo f a c c u m u l a t o r s ：1 ( ) 2 3 1w o r k i n gm e d i u m n i t r o g e n 1 1 2 3 2w o r k i n gm e d i u m n i t r o g e n 13 2 4 n o n p r e s s u r ek e e p ”p h e n o m e n o na n dm e a s u r e m e n t 13 2 4 1a n a l y s eo fr a p i dp r e s s u r i z eo f a c c u m u l a t o r s 1 4 2 4 2m e a s u r e m e n to f n o n - p r e s s u r ek e e p ”p h e n o m e n o n 1 4 2 5s u m m a r y 15 c h a p t e r 3s e l e c t i o na n dd e m o n s t r a t eo ft e c h n i c a lp r o j e c t 1 6 3 1f o r e w o r d 1 6 3 2t e c h n i c a lr e q u i r e m e n ta n dd e s i g n i n gi d e a 1 6 3 3c o m p o n e n ts e l e c t i o na n dc a l c u l a t i o n 17 v i i 广东工业大学硕士学位论又 3 3 ip o w e ro fs y s t e m 。1 7 3 3 2v o l u m eo fo i lt a n k 18 3 3 3p i p ed i a m e t e rs e l e c t i o n 1 9 3 3 4h y d r a u l i cv a l v es e l e c t i o n 2 1 3 3 5s e l e c t i o no f c o o l e r 2 1 3 3 6s e l e c t i o no f h e a t e r 。2 3 3 3 7s e l e c t i o no f f i l t e r 2 4 3 4p r i n c i p l ea n dd e s i g n i n gi d e ao fh y d r a u l i ct e s ts t a t i o n 2 5 3 5s u m m a r y 2 7 c h a p t e r4s t u d yo fh y d r a u l i cm o d e lb u i l d i n ga n d s i m u l a t i o n 2 8 4 1f o r e w o r d 2 8 4 2p e r f o r m a n c eh y d r a u l i cs y s t e m 2 8 4 2 1s t a t i cp e r f o r m a n c eo fh y d r a u l i cs y s t e m 2 9 4 2 2d y n a m i cp e r f o r m a n c eo f h y d r a u l i cs y s t e m 2 9 4 3s t u d ya n da n a l y s eo fh y d r a u l i cs y s t e mm o d e l i n gm e t h o d 2 9 4 3 1m o d e l i n go f a n a l y s i sm e t h o d 3 0 4 3 2m o d e l i n go f s t a t es p a c em e t h o d 3 1 4 3 3m o d e l i n go f p o w e rb a n dg r a p h 3 1 4 3 4m o d e l i n go f g r a y - b o x 3 2 4 3 5m o d e l i n go f m e t h o db a s e do ne l e c t r i c h y d r a u l i cs i m i l a r 。3 2 4 3 6m o d e l i n ga n ds i m u l a t i v es o f t w a r ea m e s i m 。3 3 4 4s u m m a r y 3 4 c h a p t e r 5m o d e l i n gb u i l d ，s i m u l a t i o n ，o p t i m i z a t i o no fh y d r a u l i c t e s ts t a t i o n 3 5 5 1f o r e w o r d ：3 5 5 2a m e s i mm o d e lo fh y d r a u l i ct e s ts t a t i o n 3 5 5 2 1m o d e l i n go f h y d r a u l i ce l e m e n t 3 5 5 2 2m o d e l i n go f h y d r a u l i ct e s ts t a t i o n 3 8 5 3s y s t e ms i m u l a t i o na n da n a l y s eo fh y d r a u l i ct e s ts t a t i o n 4 0 5 3 1m a i np a r a m e t e ro fs y s t e m 4 0 5 3 2s y s t e ms i m u l a t i o no f p r e s s u i et e s t 4 0 v i i i c o n t e n t s 5 3 3s y s t e ms i m u l a t i o no fp r e s s u r ep a c k i n gt e s t 4 3 5 3 4s y s t e ms i m u l a t i o no fs a v i n gm o d e 4 3 5 4o p t i m i z a t i o no f a c c u m u l a t o rp r e s s u r ep a c k i n gt e s t 4 5 5 5i n f l u e n c ef a c t o ra n a l y s eo fs i m u l a t i v ep r e c i s i o n 4 6 5 6s u m m a r y 4 6 c h a p t e r 6f u r t h e r e x p l o i t a t i o no fh y d r a u l i c t e s ts t a t i o n 4 7 6 1f o r e w o r d 4 7 6 2m e c h a n i c a lp a r to fh y d r a u l i ct e s ts t a t i o n 4 7 6 2 1h y d r a u l i cp u m p 4 7 6 2 2h y d r a u l i cv a l v e s 4 8 6 2 3h y d r a u l i cv a l v e sb a s e 5 0 6 2 4a c c u m u l a t o r 51 6 2 5c o o l e r 5 2 6 2 6s y s t e ml a y o u t 5 3 6 3e l e c t r i c a ls y s t e m d e s i g no fh y d r a u l i ct e s ts t a t i o n 5 3 6 3 1s e l e c t i o no f p l c 5 3 6 3 2s e l e c t i o no f ，e i n v i e wt o u c hs c r e e n 5 5 6 3 3s e l e c t i o no f f r e q u e n c yc o n v e r t e r 5 7 6 4s u m m a r y 5 9 c h a p t e r 7t e s tr e c o r da n a l y s eo fh y d r a u l i ct e s ts t a t i o n 6 0 7 1f o r e w o r d 6 0 7 21 b s tp a r a m e t e r 6 0 7 3d a t ar e c o r d so f a c c u m u l a t o rp m s s u r et e s t 6 0 7 4d a t ar e c o r d so f a c c u m u l a t o rp a c k i n gp r e s s u r et e s t 6 1 7 5d a t ar e c o r d so f a c c u m u l a t o rs a v i n gw o r k i n gm o d e 6 2 7 6s u m m a r y 6 3 c o n c l u s i o na n d p r o s p e c t s r e f e r r e m c e s 6 6 r e s u l t sa n dp u b l i s h e dp a p e rd u r i n gc a n d i d a t ef o rm a s t e r a c k n o w l e d g e m e n t i x 6 9 a f f i r m a t i o n x 第一章绪论 第一章绪论 有人把液压传动成为推动现代工业运动的“肌肉”，这是因为在现代工业中液 压传动技术几乎应用于所有机械设备的驱动、传动和控制。在某种意义上可以说， 几乎在各类现代工业产品中都可以看到液压传动技术的应用。随着液压技术的不断 发展，液压传动与液压系统本身越来越复杂，各种机械设备性能要求和机电液一体 化程度的不断提高，对液压传动与控制系统的性能和控制精度等提出了更高的要 求。评价液压系统能否正常工作和各项性能指标时，除了要求液压系统必须完成规 定的动作循环和满足静态特性外，还要求液压系统必须有良好的动态特性。液压系 统中有时出现的震动、液压冲击、噪声以及工作器件运动失调等现象，都是由于液 压系统动态特性不良所致。这不仅影响液压系统的性能，而且还直接关系到系统能 否正常工作。要求传动动力范围更大、控制精度更高，系统柔性化与系统各种性能 要求更高。所有这些都对液压系统的设计提出了新的更高的要求。采用传统的以完 成执行机构预定动作循环和满足系统静态性能要求的系统设计远远不能满足上述 要求，而对液压系统进行动态特性分析和采用动态设计方法已成为机械设计中非常 必要和方便可行的重要手段和步骤。因此对于现代液压系统的设计人员来说，对液 压传动与控制系统进行动态特性研究，了解和掌握液压系统工作过程中动态工作特 性和参数变化，以便进一步改进和完善液压系统，提高液压系统的响应特性，提高 运动和控制精度以及工作可靠性，是非常必要的。液压控制系统的好坏直接影响着 整个工作系统的性能。 1 1 本课题研究背景 蓄能器作为液压系统中的重要附件，对保证系统正常运行，改善其动态品质、 保持工作稳定性、延长工作寿命、降低噪声等起着重要的作用。在各种蓄能器类型 中，气体式蓄能器是最为常见的类型，它利用液压油的不可压缩性和气体的可压缩 性原理来实现在一定时间间隔内对能量的积蓄和储存。本课题来源于天津布柯玛液 压控制有限公司，气体式蓄能器作为公司的主打产品，其销售业务遍及国内外市场。 其中，囊式蓄能器、活塞式蓄能器和隔膜式蓄能器是气体式蓄能器中最为常见的几 广东工业大学硕士学位论文 种类型。为满足客户要求及产品的安全实用性，提高产品质量，蓄能器出厂前的整 机检验将必不可少。随着公司业务的扩大和产品批量化生产的要求，国外客户也越 来越多，原有功率小，故障多，每次单机试验，不保压的油压系统已不能满足现状 要求。 根据公司现状，对于大功率，故障率低，维修方便，并行试样多，高保压油压 试验台的设计制造已成为当务之急。为检验蓄能器更有效的工作于液压系统，出厂 前必须对蓄能器进行动作和密封性能试验，根据g b t2 0 6 6 3 2 0 0 6 的要求，试验压 力一般不低于设计压力的1 2 5 倍，密封时间要求不低于3 分钟。但往往客户要求压 力更高，密封时间更长，这就对油压试验台提出了更高的要求。由于原系统功率小 ( 主电机7 5 k w ) ，流量低，打压时间长，同时又因为系统部件选型额定压力不足， 导致系统不能保压。根据现状油压机的工作性能，试验一只蓄能器平均时间为1 5 分钟，3 0 只天。每件出口产品必须通过专门认证机构检验人员到现场检验压力试 验，而每天检验官到场费用高达5 0 0 0 元，其检验费用相当昂贵，额外高昂的费用提 高了公司产品成本，从而降低了市场竞争力。 为节约产品成本，工作可靠、动静态性能良好的油压试验台必不可少。在此利 用液压建模仿真技术对该试验台的性能做预先的仿真，并指导后续工作的顺利完成。 对蓄能器油压试验台的设计是整个液压系统设计流程中相当重要的一个环节，考虑 到整个系统的设计周期、经济因素以及系统工作过程中液压系统的动静态性能，设 适用条件，并 s i m u l a t i o no f 建模与仿真研 工作效率高， 第一章绪论 4 结合机械液压系统，利用p l c 替代继电器的简单控制到更复杂方便的自动 化控制过程，并实现系统变频调速的目的； 5 利用触摸屏人机界面友好、扩充性好、简洁、实用、方便的特点代替按钮操 作控制。 1 2 2 本课题研究意义 随着液压仿真技术的日益成熟，对液压系统的建模与仿真已成为液压系统设计 人员的有力工具。液压系统模型已经被普遍接受，因为它们能帮助设计人员及工程 技术人员更好地理解系统并找到更好的解决方案。 通过本课题的研究，可以更好、更系统的了解和完成工程中常用的机电液系统。 本论文突破常规设计理念，借助a m e s i m 系统建模仿真软件对系统整体进行建模与 仿真。由此可有效提高液压系统的设计质量，可有效的进行分析与排除系统使用过 程中出现的故障问题，还可以对所涉及的系统进行整体分析和评估，从而达到系统 优化、缩短设计周期和提高系统稳定性的目的。 1 2 3 本领域研究现状及发展趋势 随着流体力学、现代控制理论、算法理论、可靠性理论等相关学科的发展，虽 然流体技术发展的历史比电子技术古老的多，然而今天电气电子技术的发展已大大 超过了流体技术，无论在理论上和技术上都居于领先地位【】。特别是计算机技术的 突飞猛进，液压仿真技术也日益成熟，越来越成为液压系统设计人员的有力工具。 从2 0 世纪7 0 年代初开始，国外开始进行液压系统和元件的计算机数字仿真研 究，我国也从2 0 世纪7 0 年代末8 0 年代初开始进行液压系统与元件的仿真研究。 经过几十年的研究开发，液压仿真软件包的性能实现了从原先的精度低，速度慢发 展到精度高，速度快；从只能处理单输入、单输出的线性系统发展到能处理多输入、 多输出的非线性系统；从复杂的编程和输入发展到交互友好的图形用户界面等都有 极大的提升。 特别是近几年，国外尤其在欧洲液压仿真技术得到了飞速发展，各款老牌的液 压仿真软件纷纷推出了面目一新的版本。如英国的b a t h f p ，瑞典的h o p s a n ，德国的 d s h + 等。另外一些擅长液压仿真的综合系统仿真软件在商业上也获得了很大的成 功，具代表性的有法国的a m e s i m ，波音公司的e a y 5 m 。 3 广东工业大学硕士学位论文 国内液压仿真软件的研究起步较晚，2 0 世纪8 0 年代初，液压仿真技术列为我 国的六五、七五攻关项目。由浙江大学等单位联合承担，从引进国外先进液压仿真 软件，到自主软件的研制开发，开展了我国自己的液压仿真技术的研究。浙江大学 从上世纪8 0 年代初引进德国亚琛工业大学的d s h 液压仿真软件，在此基础上开发了 具有自主知识产权的s i m u l z d 及z i m s i m 液压系统仿真软件。东南大学在原d s h 的基础上，结合窗口技术，开发了基于w i n d o w s 的d s h 软件版本【3 1 。其它许多高校 和研究机构都开展了这方面的研究，并取得了一些进展，如北京航空学院研制的f p s 通用仿真程序；上海交通大学研制开发的针对液压原理图的仿真软件包h y c a d ： 浙江大学流体传动及控制研究所与国营1 8 3 厂合作开发的液压系统及元件仿真软件 系统d l y s i m e 4 】。另外，华中理工大学和大连理工大学等单位也进行了不少研究工 作【5 】。 a m e s i m 系统是由法国i m a g i n e 公司开发的，可用于完成工程系统的建模， 是一个通用的仿真和动态性能分析的一个图形化开发环境。a m e s i m 软件的界面用 c + + 实现，算法用f o r t r a n 语言实现，不需要其他商用软件作支撑。由于a m e s i m 的特点及其具有的优势，在国外的大学、研究设计单位和工业部门早已成为建模和 仿真领域的一种标准软件。在国内也有越来越多的科学工作者参加到学习和倡导这 种语言的行列中来。在使用a m e s i m 过程中意识到其作为一种高级建模和仿真平 台，必将有助于国内建模和仿真领域的发展，为自主创新提供了一个很好的利器【6 l 。 关于液压系统现代建模和仿真方法的研究，无论在国内外，都尚处于探索和发 展之中。仿真技术作为液压系统或元件设计阶段的必要手段，已被业界广泛认识。 液压系统建模及仿真技术发展方向是： ( 1 ) 流体在复杂阀道中的流动状况，阀口流量系数、液动力系数等软参数的正 确确定等将继续是液压系统研究的热点。 ( 2 ) 随着系统规模的进一步增大，新原理、新元件的出现，系统仿真精度要求 进一步提高，以及更复杂仿真软件的运算平台逐渐开始转向微机，对模型和算法的 研究将进一步深入f 5 】。 ( 3 ) 仿真和测试的无缝集成，即液压仿真软件通过计算机接口与实际的物理系 统连接，这样能更好地比较仿真和实验结果。这种方式特别适用于当某些系统的部 件和现象尚无合适的模型或难以建模，或者系统本身有特殊要求时，以实际的物理 部件作为仿真模型的一部分。 4 第一章绪论 ( 4 ) 最优化设计能力，在评价一个系统的动态特性时，不仅系统结构的数学模 型起着决定性的作用，而且在模型中的结构参数和试验数据也是同样重要的，精确 地设定这些参数往往要比确定系统的数学关系式困难的多。结构设计的最优化和参 数设定的最优化是指已知被设计系统的性能指标( 又称目标函数) 和可使用的元件。 应用现代控制理论和人工智能专家库的方法设计出最佳的系统结构和最佳的系统参 数，从而大大缩短设计周期【7 】。 ( 5 ) 实时仿真技术的研究：为了使仿真计算更直观、更具说服力，常常采用实 时仿真。所谓实时仿真，包含两层含义：一是仿真结果的表达采用动画技术，二是 在计算机屏幕上能“实时 地看到系统的动作。实时仿真对数据处理速度提出较高 的要求，并通常需要一个三维实体造型器的支持f 。】。 ( 6 ) 面向对象仿真技术在理论上突破了传统仿真方法的观念，它根据组成系统 的对象及其相互作用关系来构造仿