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可拓物元模型用于液壓系統(tǒng)的研究

【摘要】 本文通過分析液壓元件和液壓系統(tǒng)，介紹了一種應(yīng)用可拓理論中的物元理論設(shè)計(jì)液壓元件和組建液壓系統(tǒng)的方法。由于任何液壓元件都具有三個(gè)性能特點(diǎn)：輸入、輸出與本征特性，所以液壓元件可以看成為一個(gè)物元。任何液壓系統(tǒng)都是通過液壓元件之間的相互作用而將一種能量轉(zhuǎn)換成另一種能量的裝置。一個(gè)液壓元件不僅只是一個(gè)特定類型的液壓元件，也是液壓系統(tǒng)的一部分。本文創(chuàng)建了液壓系統(tǒng)的物元與關(guān)系元模型，它是由三個(gè)部分組成：原型液壓元件，用物元與關(guān)系元描述的液壓元件，用物元與關(guān)系元描述的液壓系統(tǒng)。因此，液壓系統(tǒng)是由具有向外輸入/輸出需要和具有內(nèi)部功能信息部件的可拓物元系統(tǒng)組成的。液壓系統(tǒng)的可拓物元模型統(tǒng)中是由性能特征，液壓元件的外部接口以及功率鍵合圖相結(jié)合組成得到的。對應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的可拓物元模型的研究可以提供一種描述和研究液壓系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的方法，這對設(shè)計(jì)自動(dòng)化液壓系統(tǒng)具有非常重大的意義。
關(guān)鍵詞：功能鍵合圖，液壓系統(tǒng)，物元，可拓學(xué)，原型
一 引言
液壓系統(tǒng)是一個(gè)用于控制負(fù)載位置和速度，利用液體的壓力進(jìn)行從原動(dòng)件到工作機(jī)構(gòu)的能量傳遞[1]，具有液壓元件和控制功能的液壓回路組成的系統(tǒng)[2]。
1983年，蔡文教授[3]創(chuàng)立了用于解決不相容問題的可拓學(xué)說，它標(biāo)志著可拓學(xué)的誕生?？赏貙W(xué)通過采用形式化工具，如定性和定量分析，用于研究解決矛盾問題的規(guī)律和方法。可拓論的三個(gè)支柱是基元理論、可拓集合理論和可拓邏輯?？赏貙W(xué)是一個(gè)新興學(xué)科，目前它已應(yīng)用到許多領(lǐng)域，如：經(jīng)濟(jì)，管理，控制，人工智能等[4][5][6]。本文初步采用物元理論提供的一種在整體方式上分析事物的形式化語言來描述液壓系統(tǒng)的功能和特征。
任何液壓元件都具有其性能特性，液壓元件的物元模型由其性能特性組成，而其性能特性的好壞由設(shè)計(jì)和制造過程決定。液壓系統(tǒng)的可拓模型由性能特性和液壓元件構(gòu)成，液壓系統(tǒng)是一個(gè)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換和傳遞的系統(tǒng)[7][8]。通常情況下，能量來至于動(dòng)力源，如電源供應(yīng)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)等，并逐步轉(zhuǎn)換和傳遞為機(jī)械能用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載。能量流建模，特別是其擴(kuò)展功率鍵合圖為設(shè)計(jì)者提供了具有動(dòng)態(tài)建模過程的動(dòng)力控制系統(tǒng)，這在設(shè)計(jì)系統(tǒng)環(huán)境中是非?；A(chǔ)和有用的[1]。本文給出了一個(gè)綜合了性能特性，液壓元件外部接口和功率鍵合圖的研究方法。