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汽车 后桥 总体 设计 载重汽车

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附件1：外文资料翻译译文 人工智能的应用工程13（2000）741-750控制系统中的液压驱动器的设计结构分析本诺斯坦，爱尔马菲尔帕德博恩大学数学系和计算机科学系，出版D-33095，德国大学杜伊斯堡大学测量系和控制系，出版D-47048，德国大学摘要 在目前，液压控制系统的设计是一个复杂而费时的工作，不能完全实现自动化。不过，像模拟或控制的重要概念性设计任务，可以有效地选择由一台电脑支配。成功支配的前提是要一个有根据的分析结构的液压系统。本文分析不同结构层次的液压系统与系统结构信息以此说明在设计过程的运用。本文的另一个重要点是，结构信息从图形的方式，来理论研究相关的电路图。相关学院版权所有2000。 关键词：计算和知识为基础的控制系统计算机辅助设计方法，对液压系统的结构分析，图形研究 1导言 静液压驱动器提供了有利的动力特性，为此成为在工业应用的主要驱动的力量。大型液压系统，如植物的海洋技术以及机床驱动，拥有大量的执行机构。因此，单一的部件或整个子系统可能会出现复杂的相互依赖性，从而使得一系列严格的设计及其各种控制任务具有挑战性。像这方面的复杂性和尺寸，图1就是代表性的例子。图 1.冷轧厂液压电路图。图1显示了一个冷轧厂电路图（706室，1994-1995年）。这里有20多个驱动器在连续钢带工作。 设计这种大型液压控制系统意味着设计整个系统的过程。实际上，根据直觉和人们设计的经验，这样做是比较准确的。本文介绍了一种液压驱动器的基本结构，以及依赖关系和子结构之间的关联。这种方法可以进行彻底地结构性分析从而可以从设计过程的自动化得出基本结论。 本文的方案已经实现并支持了一个以技术知识为基础系统集成的水力设计（斯坦，1995年）。目前，本设计结合了CAD的基本针对射流，来检查和计算分析结构，设施模拟方法和处理基本设计规则。水力知识的设计，需要从电路图出发定义并且从信息结构中提取。本文在这方面作出介绍，举例如下。第2节介绍了这两种定义和规范是在液压系统结构层次运作。第3节布里简要讨论分析系统结构的优点。第4节以计算机为基础准确地分析并确定不同类型的液压系统之间的功能。此外，还介绍了如何进行自动化结构分析。第5节概述了结构信息设计。 2液压系统的结构分析 大部分液压系统的设计是通过利用的经验和工程师的直觉。由于缺乏对系统结构深入的分析，没有进行结构上分析。相反，使用有限的系统指令可能是一个解决办法，所以结果高度依赖个人的能力而定。这种做法只通常适合变化不大设计任务。 下面，植物系统学液压结构设计介绍，体现出了系统分析的问题。其应用到的液压驱动初步设计进行了结构信息处理，使系统满足客户的需求，从而进行有针对性的推导。 2.1液压系统的结构层次 该系统学发展的重点体现在三个层次（菲尔等。1996）。系统描述功能结构，组成结构和系统分化的理论结构三者之间对应的不同特点（图2）。从这些不同点中总结出对系统的影响。我们将集以冷轧厂四辊的立场样本子系统描绘图为重点来说明系统的结构层次。图3（1994年）。 图3.冷轧厂安装四辊立场图。要显示的功能结构一定要通过分析（函数）不同植物对液压系统运行的基本模式。描述某种物体的质量系统关键因素在功能结构，例如“液压轴”的定义。 定义2.1（液压轴）。A是用来实现整个液压函数的液压轴。 A是用来实现工作链接，相互控制的作用和供应因素（菲尔，1996年）。 图4.立场描述了其功能等级。图5.安排结构的例子（a，b）和开关状态结构（c，d）。图6.说明在辊立场组件级别。图4中体现了一个水平滚动功能。第3节总结出液压轴的探测及其相互依赖性。 以组件的结构选择上的一个函数实现的过程进行讨论。这种过程的结构包括对液压元件（泵，阀，缸等）以及它们理论几何安排（图5-a和5-b）。通过开关状态结构控制的可能组合整体特点是：阀门，例如，可以打开或关闭（图5-c和5-d）。图7揭示了系统理论结构的级别。图7.说明水平辊立场系统理论。该系统的理论架构包含了一个整体及其单个部件液压驱动的动态行为信息。描述动态的常见方法是差分和差分方程或状态空间形式。（施瓦茨，1991）系统的理论观点，包括处理控制数量的资料，以及控制系统的动态行为。在图中体现了系统的理论架构。 通过比较分析，并在该驱动器的性能要求仿真得出结论，才能决定是否为开环或闭环控制每个液压轴。进一步的措施就是分配适当控制策略（线性，非线性等）（出版，1992-1994年）。 备注。虽然结构产生了质的代表，分别更加定量地描述系统组件和液压系统的水平。此外，结构设计显示分析对液压设备的行为有很多的影响（参照图2）：（1）首先，由于它是要符合客户的需求，所以功能结构必须被视为不变的考虑因素。只有在特定结构令人满意的情况下，修改特定机构的分析方法才是可取的；（2）要注意到，组件要启发式和分析方法相结合并和用来更改或交换的液压元件构成控制系统；（3）系统理论水平有助于对动态行为的研究：理论控制提供了一个合适的控制策略，并且选择了参数化等分析方法2.2液压轴及其连接 液压轴结构的分析对液压系统的检测和评价都是围绕系统利益的。这些分析有助于更加深入了解各个部分的内在相关性，并提供能源概述流动方面应遵守的规定。 在2.1节中考虑到液压轴的定义的共同特点，以实现单一功能单元为标准。请注意，有些执行机构（液压马达/缸）可能会起到同样的功能，形成一个单一的（图）液压轴。这种情况给人的印象是：（1）相同的子电路是由单一的控制元件控制；（二）同步进行的运动，是由开环或闭环控制，或（如图8-c,8-d）如单位指向和机械齿轮联轴器执行一个独特的运动。 图8.多执行器液压轴。除了独立液压轴的考虑，有必要进行调查其相互依赖性。以下类型的耦合已规定： 0级（无耦合。）液压无轴具有耦合，如果没有压力，它们之间就没有信息联系。 1级（信息耦合。）信息耦合是唯一由液压控制连接轴连接的。 2级（并行耦合。）拥有自主进入一个共同的电力供应液压轴耦合并行。 3级（系列联轴器。）一系列耦合连接的电源（或装置）是通过之前或以下轴实现液压轴。 4级（顺序耦合。）顺序耦合给出，如果一系列轴性能取决于状态变量，例如：压力或前一个工作，以便在序列上定位。 冷轧厂的图运用功能结构的概念，以及他们的液压轴联轴器。左侧的图是一方面。设想了图中结构部分的轴，右边显示了一个整体形式耦合方案。 3结构分析的优点 基本的设计方案体现液压系统的结构的分析。尤其是功能分析，这是一个将其修改简化，扩展和适应系统的液压轴检测方法。（斯坦，1996年）。将液压轴分开处理，明显减少了在以下几方面的设计工作： 智能仿真。智能模拟策略是分析复杂的系统：确定子系统，降低自由度，并进行自主模拟。这种方法减少了仿真的复杂性并简化其结果说明。因为他们是完全不可分割的一部分，所以液压轴建立要符合子系统降低自由度。 静态设计。移动概念的液压轴信息（开/关中心，负荷传感， 再生电路等）可以进行计算与静态设计（沃尔特，1981;佩措尔德和赫明，1989年）的程序选择。此外，改装应用要考虑轴耦合知识水平。 控制概念选择。输入和输出变量之间的耦合选择在提供控制概念的基础上考虑作出必要的决定。分析矩阵D（施瓦茨，1991年）在这产生一个共同的方案。请注意，可处理的系统任务是有限的。提供的结构分析功能：（1）SISO系统，可以应用，以及分离各控制器的标准设计方法（2）降低秩序，为此，可以有效的研究更多电子耦合的子系统。 诊断。假设一个轴，有一个液压回路纳入其液压轴，诊断重点的过程可以按以下分析：如果发现只是一个单体液压轴有症状，然后缺陷部件必定是这个轴心的组成部分。如果症状观察到几个轴，轴耦合类型会就进一步分析缺陷部件。黑塞和斯蒂（1998）描述这个系统设置已经投入运行了。请注意，液压轴之间的联接器的智能分类形式是可以无论其是否为水力设计分解。虽然级别0或1级耦合的子系统是可以缩短自由度，更多的信息并行是有必要的，系列、连续联轴器。例如：A，B两个液压轴。 4图的液压驱动器的理论分析 对液压驱动器进一步分析的主要原因是自动检测功能结构的不足，其原因在于他们连接的液压轴。 请注意，在通常的设计过程中，液压轴没有明确的构建模块。这有两方面原因：（1）设计上自上而下的方式，液压系统，从液压轴开始，到随后的步骤完善并总是这样的。（2）无论是源于经验还是设计师自动源结构功能，都能够能够兴建组件级液压系统。此外，指定一个液压系统的功能结构主要工作是设计技术图纸文件，也没有传统的或标准化的方法。这就强调了结构信息需要进行的自动检测。进一步分析，就是一个图论问题，并在下面，我们就会回到一些基本图形，如