液壓系統動態特性數字仿真(第二版)（簡體書）

《液壓系統動態特性數字仿真（第2版）》注重實用的風格多年來一直為廣大讀者所認同，在以一定的篇幅介紹相關基礎理論的同時，側重於對仿真技術的使用者特別是初學者在應用實踐中所可能遇到的問題給予有預見性的提煉和回答。如果說這一風格可視為一種特色所在，則它無疑是本次修訂者田樹軍、胡全義和張宏所應刻意追尋和保持發揚的,因此第二版便橫空出世了!．

《液壓系統動態特性數字仿真(第2版)》介紹液壓元件和液壓系統動態分析的基本概念、數學模型的建立和在計算機上進行數字仿真的有關問題。《液壓系統動態特性數字仿真(第2版)》著重于講清概念及有助于實用，可作為高等院校工科“機械制造及其自動化”、“機械電子”、“流體傳動及控制”等有關專業本科生和研究生的教學用書，也可供從事液壓技術工作的工程技術人員參考。

第一章　液壓系統動態特性概述
1—1　動態特性分析在液壓系統設計中的作用
一、液壓系統正常工作應滿足的要求
二、液壓系統的動態過程
三、動態特性分析在液壓系統設計中的作用
1—2 液壓系統動態特性研究的內容和方法
一、液壓系統動態特性研究的內容
二、液壓系統動態特性研究的方法
三、液壓系統動態特性研究的複雜性
1—3　影響液壓系統動態特性的因素
一、機、電、液系統中的影響因素及其相似性
二、複合作用元
三、進行液壓系統動態分析時應如何考慮其影響因素

第二章　功率鍵合圖建模方法
2—1　功率鍵合圖的意義、作用和構成元素
一、功率鍵合圖的意義
二、功率鍵合圖的作用
三、功率鍵合圖的構成元素
2—2　功率鍵合圖的繪製
一、對所研究系統的必要分析
二、繪製功率鍵合圖
三、有關功率鍵合圖幾個問題的分析
2—3　典型功率鍵合圖舉例
一、先導式溢流閥調壓系統的功率鍵合圖
二、液壓管道的功率鍵合圖
三、雙泵供油回路的功率鍵合圖
四、閥控缸系統的功率鍵合圖

第三章　系統數學模型
3—1　從功率鍵合圖推導狀態方程
一、確定狀態變量和輸入變量
二、推導狀態方程的步驟
三、狀態方程的物理意義
3—2　確定狀態方程中的各量值
一、確定狀態方程中的參量值
二、確定狀態方程中的輸入量值
三、確定狀態變量的初始值
四、確定引起系統動態過程的輸入信號
五、必要的約束條件
六、確定輸出變量
七、狀態方程的形式
3—3　功率鍵合圖的不同結構類型及其對建模操作的影響
一、標準型鍵合圖
二、非標準型鍵合圖
三、具有混合因果關係的鍵合圖
四、不合理的鍵合圖
五、幾點結論
3—4　功率鍵合圖的結型結構
一、結型結構的基本概念
二、場方程、結型結構方程和系統狀態方程
三、結型結構應用實例
四、幾點結論
3—5　液壓系統中常見的時變非線性因素
一、時變非線性閥口液阻
二、可變液容
三、庫侖摩擦力
四、系統中存在時變非線性因素時的處理方法

第四章　數字仿真程序設計中的典型問題
4—1　數字仿真程序的基本模式
4—2　數值計算方法及其選擇
一、數值積分法的基本原理
二、數值積分法的一些基本概念
三、龍格一庫塔法
四、其它常用數值積分法
五、計算方法的選擇
六、計算步長的確定
4—3　時變參量的處理
一、時變液導
二、時變作用力
三、時變液容
四、其它時變參量
4—4　約束條件問題
一、設置約束條件的目的
二、約束條件的編程處理方法
4—5　優化問題
一、人工控制調整參數的優化
二、程序自動控制調整參數的優化

第五章 液壓系統建模與數字仿真實例
5—1先導式溢流閥調壓系統
一、功率鍵合圖
二、系統狀態方程
三、非標準型鍵合圖結構及其建模處理
四、仿真結果分析
5—2　複雜非線性液壓調速系統
一、系統組成結構與功率鍵合圖
二、仿真結果分析
5—3　液壓鑿岩機衝擊機構
一、系統功率鍵合圖及模型特徵
二、系統狀態方程及其仿真求解
三、影響因素的分析與結論
5—4　閉中心液壓負載敏感系統
一、負載敏感系統組成及工作原理
二、系統分析及功率鍵合圖
三、仿真結果分析

第六章 自動建模和液壓系統通用仿真軟件開發
6—1　概述
6—2　鍵合圖模型數字化描述語言
一、鍵合圖模型數字化的概念與描述語言
二、鍵合圖描述語言的主要組成成分及規則
三、參量描述段的設置
6—3　自動建模的實現過程
一、鍵合圖文件的語法和語義檢查
二、鍵合圖文件的格式化處理及建立特徵矩陣
三、結點方程
四、數學模型一狀態方程的自動生成
五、其它模型模塊的自動生成
六、自動建模實例
6—4　非線性模型庫與非線性模型的自動生成
一、非線性模型庫的基本特點
二、非線性模型庫的數據結構
三、非線性模型庫的容量與規模
四、非線性模型庫應用程序設計
6—5　非標準型鍵合圖的自動建模處理方法
一、非標準型鍵合圖特徵分析
二、採用非獨立變量法實現非標準型鍵合圖的自動建模
6-6　SIM-1液壓系統動態特性數字仿真通用軟件
一、軟件系統的基本結構與功能
二、應用實例

第七章 基於Modelica語言的多領域統一建模與仿真
7—1　多領域統一建模與仿真技術概述
一、多領域系統的動態結構及其複雜性
二、多領域統一建模與仿真的基本方法
三、Modelica仿真語言與鍵合圖方法的結合
7—2　Modelica語言基礎及其建模特點
一、Modelica模型結構及構成要素
二、Modelica語言的建模特點
三、基於Modelica語言的建模仿真集成開發平臺
7—3　基於Modelica語言的功率鍵合圖自動仿真技術
一、鍵合圖建模的面向對象特性
二、Modelica建模與功率鍵合圖建模連接機理的異同
三、基於Modelica語言的功率鍵合圖庫開發
7—4　功率鍵合圖模型自動仿真實例
一、典型工程機械回轉驅動機構系統原理圖
二、系統功率鍵合圖
三、仿真結果及分析

附錄
附表一　機、液、電參量對照表
附表二　功率鍵合圖中常用的變量
附表三　功率鍵合圖中常用的符號
主要參考文獻．

一、功率鍵合圖的意義
功率鍵合圖方法是一種系統動力學建模方法，是一種用來描述工程系統能量結構的圖示表示方法。用功率鍵合圖來描述系統的動態結構并實施建模，可以顯著增強分析研究人員對工程系統行為的洞察力，因而該方法越來越成為一種可面向并處理多種能量范疇工程系統的十分有效的動態建模與分析方法。目前，功率鍵合圖方法已在機械、電氣、液壓和熱力學等各類工程技術領域的動態分析與控制研究中得到了廣泛的應用。
功率鍵合圖方法的核心思想是：一個工程系統的動態過程即是其功率流在特定激勵作用下重新分布與調整的過程；而以一種統一的方法對系統各部分功率流的構成、轉換、相互間邏輯關系及物理特征等進行描述，即可實現對該系統模型的充分且完備的定義描述。這種方法為分析研究人員進行系統動態特性分析和建立數學模型提供了極大的方便。一方面，它對功率流描述上的模塊化結構與系統本身各部分物理結構及各種動態影響因素之間具有明確而形象的一一對應關系，便于理解其物理意義；另一方面，它與系統動態數學模型即狀態方程之間也存在著其它方法無法比擬的一致性，可以根據系統的功率鍵合圖的有關規律和規則，有條不紊地推導出相應的數學模型。
在具體表達方式上，鍵合圖方法將各類工程系統所涉及的多種物理參量，從功率流的角度出發，統一歸納為四種系統變量，即力（勢）、流、動量和變位。同時，采用若干基本構成元素，例如功率鍵、作用元、（功率）源、結點、變換器和旋轉器等來表征系統基本物理特征和能量（功率）轉換與守恒的基本連接方式。所定義的系統變量和構成元素都具有特定的物理含義，并由一組專門的圖形或字母符號來標識。鍵合圖本身具有一套嚴密的描述與變換規則，這些規則同各類典型物理特性及一些普遍定律之間具有高度的協調一致性。正因為如此，功率鍵合圖方法為系統動態模型的準確定義描述及據此有規律地推導建立狀態方程，提供了一條十分有效的途徑。
功率鍵合圖也可簡稱為鍵合圖。
二、功率鍵合圖的作用
功率鍵合圖用于表示系統中的功率流程。在研究工程系統的動態特性時，功率鍵合圖表示系統在各種因素的作用下，在動態過程中功率的流向、匯集、分配和能量轉換等情況，所以功率鍵合圖本質上是一種能量流程圖。在對系統建立數學模型以進行數字仿真時，功率流程的分析是必須進行的；功率鍵合圖的作用則是把這種功率流程的分析以簡潔而形象的圖示形式表達出來。就建模需求而言，功率鍵合圖雖然并非是必需的，也就是說不通過它而用其它方法也能完成建模，但它確實是最值得推薦使用的，其根本原因就在于它所具有的前述兩條“承前啟后”的突出優點。這一點，讀者將通過以下的分析進一步體會到。