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CAX工程應(yīng)用叢書(shū)液壓系統(tǒng)建模與仿真

CAX工程應(yīng)用叢書(shū)液壓系統(tǒng)建模與仿真

作者：張秀梅
出版社：清華大學(xué)出版社出版時(shí)間：2018-10-01
開(kāi)本： 其他 頁(yè)數(shù)： 399
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CAX工程應(yīng)用叢書(shū)液壓系統(tǒng)建模與仿真 版權(quán)信息

CAX工程應(yīng)用叢書(shū)液壓系統(tǒng)建模與仿真 本書(shū)特色

液壓流體傳動(dòng)與控制是液壓領(lǐng)域的難點(diǎn)，本書(shū)旨在將液壓的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)置及實(shí)例仿真。 全書(shū)分為12章，內(nèi)容包括液壓與氣壓的基礎(chǔ)知識(shí)、液壓控制閥、液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)、機(jī)-液伺服系統(tǒng)、電液伺服閥、電液伺服系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)、液壓能源、液壓系統(tǒng)的現(xiàn)代控制方法、非線性控制系統(tǒng)及離散控制系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)。 本書(shū)既可作為高等院校本科生和研究生的教學(xué)參考書(shū)，也可供工程技術(shù)人員參考，以便對(duì)液壓系統(tǒng)建模與仿真理論及液壓系統(tǒng)仿真軟件的使用有更加深入的理解。

CAX工程應(yīng)用叢書(shū)液壓系統(tǒng)建模與仿真 內(nèi)容簡(jiǎn)介

液壓流體傳動(dòng)與控制是液壓領(lǐng)域的難點(diǎn)，本書(shū)旨在將液壓的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)置及實(shí)例仿真。 全書(shū)分為12章，內(nèi)容包括液壓與氣壓的基礎(chǔ)知識(shí)、液壓控制閥、液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)、機(jī)-液伺服系統(tǒng)、電液伺服閥、電液伺服系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)、液壓能源、液壓系統(tǒng)的現(xiàn)代控制方法、非線性控制系統(tǒng)及離散控制系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)。 本書(shū)既可作為高等院校本科生和研究生的教學(xué)參考書(shū)，也可供工程技術(shù)人員參考，以便對(duì)液壓系統(tǒng)建模與仿真理論及液壓系統(tǒng)仿真軟件的使用有更加深入的理解。

CAX工程應(yīng)用叢書(shū)液壓系統(tǒng)建模與仿真 目錄

目 錄
第1章 液壓與氣壓的基礎(chǔ)知識(shí) 1
1.1 氣液傳動(dòng)的工作原理與系統(tǒng)組成 1
1.2 液壓與氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn) 3
1.3 液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展概況 4
第2章 流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 5
2.1 液壓傳動(dòng)工作介質(zhì) 5
2.1.1 液體的密度 5
2.1.2 液體的可壓縮性 5
2.1.3 液體的黏性 6
2.1.4 液壓油的品種和選用 8
2.2 液體靜力學(xué)基礎(chǔ) 9
2.2.1 液體靜壓力 9
2.2.2 液體靜壓力基本方程 10
2.2.3 絕對(duì)壓力與相對(duì)壓力 11
2.2.4 帕斯卡原理 13
2.3 液體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 13
2.3.1 液體動(dòng)力學(xué)的基本概念 13
2.3.2 連續(xù)性方程 16
2.3.3 伯努利定理 17
2.4 壓力與流量 19
2.4.1 液壓管路的壓力損失 19
2.4.2 孔口的流量與壓力特性 20
2.5 液壓沖擊和空穴現(xiàn)象 21
2.5.1 液壓沖擊 21
2.5.2 空穴現(xiàn)象 22
2.6 復(fù)習(xí)應(yīng)用 22
第3章 液壓控制閥 25
3.1 圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)形式及分類 25
3.1.1 按進(jìn)、出閥的通道數(shù)劃分 25
3.1.2 按滑閥的工作邊數(shù)劃分 26
3.1.3 按滑閥的預(yù)開(kāi)口形式劃分 27
3.1.4 按閥套窗口的形狀劃分 27
3.1.5 按閥芯的凸肩數(shù)目劃分 27
3.2 閥芯液壓力 28
3.2.1 液體的壓縮性分析 28
3.2.2 滑閥受力分析 30
3.3 液壓橋路 35
3.4 滑閥靜態(tài)特性的一般分析 38
3.4.1 滑閥壓力－流量方程的一般表達(dá)式 39
3.4.2 滑閥的靜態(tài)特性曲線 41
3.4.3 閥的線性化分析和閥的系數(shù) 42
3.5 零開(kāi)口四邊滑閥的靜態(tài)特性 44
3.6 實(shí)際零開(kāi)口四邊滑閥的靜態(tài)特性 47
3.7 正開(kāi)口四邊滑閥的靜態(tài)特性 49
3.8 雙邊滑閥的靜態(tài)特性 52
3.9 噴嘴擋板閥 55
3.9.1 單噴嘴擋板閥的靜態(tài)特性 56
3.9.2 雙噴嘴擋板閥的靜態(tài)特性 60
3.9.3 作用在擋板上的液流力 67
3.9.4 噴嘴擋板閥的設(shè)計(jì) 69
3.10 滑閥的輸出功率及效率 70
3.11 滑閥的設(shè)計(jì) 72
3.11.1 滑閥的選擇 72
3.11.2 主要參數(shù)的確定 73
3.12 習(xí)題 74
第4章 液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu) 76
4.1 液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)與負(fù)載的匹配 76
4.1.1 負(fù)載的類型及特性 77
4.1.2 等效負(fù)載的計(jì)算 82
4.1.3 液壓動(dòng)力元件的輸出特性 84
4.1.4 動(dòng)力機(jī)構(gòu)與負(fù)載匹配 85
4.2 對(duì)稱閥四通閥控對(duì)稱液壓缸 88
4.2.1 基本方程 88
4.2.2 方塊圖與傳遞函數(shù) 93
4.3 對(duì)稱閥控非對(duì)稱液壓缸 102
4.3.1 對(duì)稱閥控非對(duì)稱液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)的基本方程 102
4.3.2 基本方程 103
4.4 四通閥控液壓馬達(dá) 108
4.5 三通閥控制液壓缸 112
4.5.1 基本方程 112
4.5.2 傳遞函數(shù) 113
4.6 泵控液壓馬達(dá) 114
4.6.1 基本方程 115
4.6.2 傳遞函數(shù) 117
4.6.3 泵控液壓馬達(dá)與閥控液壓馬達(dá)的比較 118
4.7 思考題 119
4.8 習(xí)題 119
第5章 機(jī)-液伺服系統(tǒng) 121
5.1 閥控液壓缸外反饋機(jī)-液位置伺服系統(tǒng) 122
5.2 機(jī)-液伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 124
5.2.1 Routh穩(wěn)定判據(jù) 124
5.2.2 機(jī)-液伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù)和穩(wěn)定裕量 125
5.2.3 穩(wěn)定性計(jì)算舉例 128
5.3 影響穩(wěn)定性的因素 132
5.3.1 主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響 132
5.3.2 結(jié)構(gòu)剛度對(duì)穩(wěn)定性的影響 133
5.4 動(dòng)壓反饋裝置 138
5.5 液壓轉(zhuǎn)矩放大器 142
5.5.1 結(jié)構(gòu)原理 142
5.5.2 方框圖及傳遞函數(shù) 143
5.5.3 液壓轉(zhuǎn)矩放大器穩(wěn)定計(jì)算舉例 145
5.6 機(jī)-液伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 147
5.6.1 跟隨誤差計(jì)算 147
5.6.2 負(fù)載誤差計(jì)算 149
5.6.3 影響系統(tǒng)工作精度的因素 150
5.6.4 液壓伺服系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算舉例 151
5.7 思考題 152
5.8 習(xí)題 153
第6章 電液伺服閥 154
6.1 電液伺服閥的組成及分類 154
6.1.1 電液伺服閥的組成 154
6.1.2 電液伺服閥的分類 155
6.2 力矩馬達(dá) 156
6.2.1 力矩馬達(dá)的分類及要求 156
6.2.2 永磁動(dòng)鐵式力矩馬達(dá) 157
6.2.3 永磁動(dòng)圈式力馬達(dá) 161
6.2.4 動(dòng)鐵式力矩馬達(dá)與動(dòng)圈式力馬達(dá)的比較 162
6.3 單級(jí)滑閥式電液伺服閥 162
6.3.1 動(dòng)鐵式單級(jí)電液伺服閥 162
6.3.2 動(dòng)圈式單級(jí)電液伺服閥 170
6.4 力反饋兩級(jí)電液伺服閥 173
6.4.1 工作原理 173
6.4.2 基本方程與方塊圖 174
6.4.3 力反饋伺服閥的穩(wěn)定性分析 180
6.4.4 力反饋伺服閥的傳遞函數(shù) 182
6.4.5 力反饋伺服閥的頻寬 184
6.4.6 力反饋伺服閥的靜態(tài)特性 186
6.4.7 力反饋伺服閥的設(shè)計(jì)計(jì)算 187
6.5 直接反饋兩極滑閥式電液伺服閥 190
6.6 電液伺服閥的特性及主要的性能指標(biāo) 193
6.6.1 靜態(tài)特性 193
6.6.2 動(dòng)態(tài)特性 196
6.6.3 輸入特性 197
6.7 思考題 198
6.8 習(xí)題 198
第7章 電液伺服系統(tǒng) 199
7.1 電液伺服系統(tǒng)的類型 199
7.2 電液位置伺服系統(tǒng)的分析 200
7.3 電液伺服系統(tǒng)的校正 213
7.3.1 滯后校正 213
7.3.2 速度與加速度反饋校正 215
7.3.3 壓力反饋和動(dòng)壓反饋校正 217
7.4 電液速度控制系統(tǒng) 218
7.4.1 閥控馬達(dá)速度控制系統(tǒng) 219
7.4.2 泵控馬達(dá)速度控制系統(tǒng) 221
第8章 液壓伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 227
8.1 液壓伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 227
8.1.1 明確設(shè)計(jì)要求 227
8.1.2 擬定控制方案，繪出系統(tǒng)原理圖 228
8.1.3 確定液壓動(dòng)力元件參數(shù)，選擇系統(tǒng)元件 228
8.1.4 動(dòng)態(tài)計(jì)算 232
8.1.5 檢驗(yàn)系統(tǒng)靜、態(tài)品質(zhì)，需要時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校正 232
8.2 電液位置伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例 232
8.3 電液速度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例 245
8.4 思考題 254
8.5 習(xí)題 254
第9章 液壓能源 255
9.1 對(duì)油源品質(zhì)的要求 255
9.2 液壓能源的基本形式 256
9.3 恒壓能源的動(dòng)態(tài)分析和參數(shù)選擇 258
9.3.1 定量泵－溢流閥恒壓能源 258
9.3.2 變量泵－恒壓能源 261
9.4 液壓能源與負(fù)載的匹配 263
9.5 油液污染及控制 264
9.5.1 污染的危害 264
9.5.2 油液污染的原因 266
9.5.3 污染控制 266
9.5.4 過(guò)濾器 267
9.6 習(xí)題 270
第10章 液壓系統(tǒng)的現(xiàn)代控制方法 271
10.1 *優(yōu)二次型控制的基本理論 273
10.1.1 *優(yōu)控制的基本內(nèi)容與定義 273
10.1.2 *優(yōu)二次型的基本理論 274
10.2 二次型優(yōu)化理論在液壓伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用 275
10.3 負(fù)載干擾的補(bǔ)償 280
10.4 采用狀態(tài)觀測(cè)器實(shí)現(xiàn)干擾的補(bǔ)償 283
10.5 狀態(tài)空間表達(dá)式的建立 289
10.5.1 由結(jié)構(gòu)圖模型建立狀態(tài)空間表達(dá)式 290
10.5.2 由傳遞函數(shù)模型建立狀態(tài)空間表達(dá)式 293
10.6 狀態(tài)變換 298
10.6.1 狀態(tài)向量的非唯一性及特征不變性 298
10.6.2 常用標(biāo)準(zhǔn)型 300
10.6.3 MATLAB下建立狀態(tài)空間模型 304
10.7 系統(tǒng)能控性和能觀性 304
10.7.1 能控性 306
10.7.2 能觀性 307
10.7.3 單輸入系統(tǒng)的能控標(biāo)準(zhǔn)型和能觀標(biāo)準(zhǔn)型 309
10.7.4 基于MATLAB的能控性與能觀性分析 312
10.8 李雅普諾夫穩(wěn)定性與判別方法 316
10.8.1 李雅普諾夫的穩(wěn)定性判據(jù) 316
10.8.2 線性定常系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析 317
10.8.3 基于MATLAB的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析 317
10.9 線性定常系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與綜合 319
10.9.1 狀態(tài)反饋實(shí)現(xiàn)極點(diǎn)配置 319
10.9.2 *優(yōu)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 326
10.10 習(xí)題 329
第11章 非線性控制系統(tǒng) 333
11.1 非線性系統(tǒng)概述 333
11.1.1 典型的非線性特性 333
11.1.2 非線性系統(tǒng)的特點(diǎn) 336
11.2 非線性元件的描述函數(shù) 337
11.2.1 描述函數(shù)的基本概念 337
11.2.2 非線性元件描述函數(shù) 338
11.3 用描述函數(shù)分析非線性控制系統(tǒng) 341
11.4 相軌跡 342
11.4.1 相軌跡的基本概念 342
11.4.2 相軌跡的繪制 344
11.4.3 奇點(diǎn)的分類與極限環(huán) 345
11.4.4 由相軌跡求系統(tǒng)的瞬態(tài)相應(yīng) 347
11.5 非線性系統(tǒng)的相平面分析 347
11.5.1 具有分段線性的非線性系統(tǒng) 348
11.5.2 繼電器型非線性系統(tǒng) 349
11.6 非線性因素對(duì)穩(wěn)定性的影響 351
11.7 利用Simulink仿真平臺(tái)分析非線性液壓控制系統(tǒng)實(shí)例 358
11.8 習(xí)題 365
第12章 離散控制系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì) 367
12.1 概述 367
12.1.1 離散控制系統(tǒng)的基本組成 367
12.1.2 數(shù)字控制系統(tǒng)工作過(guò)程 368
12.1.3 離散控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn) 368
12.1.4 離散控制系統(tǒng)的研究方法 369
12.2 離散信號(hào)的數(shù)學(xué)描述 370
12.2.1 采樣過(guò)程及采樣定理 370
12.2.2 保持器的數(shù)學(xué)描述 372
12.3 Z變換 374
12.3.1 離散信號(hào)的Z變換 374
12.3.2 Z變換和Z反變換的MATLAB實(shí)現(xiàn) 376
12.4 離散控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 378
12.4.1 離散系統(tǒng)的時(shí)域數(shù)學(xué)模型 378
12.4.2 離散系統(tǒng)頻域數(shù)學(xué)模型 381
12.5 離散控制系統(tǒng)分析 383
12.5.1 離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性 383
12.5.2 采樣周期與開(kāi)環(huán)增益對(duì)穩(wěn)定性的影響 385
12.5.3 離散控制系統(tǒng)MATLAB時(shí)域響應(yīng)和頻域響應(yīng) 388
12.6 頻率特性和根軌跡設(shè)計(jì) 393
12.7 習(xí)題 397



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CAX工程應(yīng)用叢書(shū)液壓系統(tǒng)建模與仿真 作者簡(jiǎn)介

張秀梅，畢業(yè)于沈陽(yáng)航空航天大學(xué)，擁有多年simulink教學(xué)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，液壓愛(ài)好者，對(duì)于液壓控制系統(tǒng)有深刻理解。 現(xiàn)任教于濰坊科技學(xué)院汽車工程學(xué)院。

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