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1 绪论1

1.1 液压传动与控制技术发展概况1

1.2 液压传动与控制系统的特点7

1.3 液压系统动态特性研究概述9

2 液压技术基础知识15

2.1 液压介质及其特性15

2.1.1 液压介质的分类及特点15

2.1.2 液压介质主要物理性质17

2.1.3 液压介质的技术性能19

2.1.4 液压介质的选择和使用22

2.1.5 液压系统污染控制23

2.2 液压流体力学基础27

2.2.1 流体静力学基础27

2.2.2 流体动力学基础30

2.2.3 流动液体压力损失计算38

2.2.4 小孔及缝隙的流量计算45

2.2.5 液压冲击与空穴现象54

3.1.1 液压泵和液压马达59

3 液压传动与控制系统59

3.1 液压元件59

3.1.2 液压缸78

3.1.3 液压控制阀84

3.1.4 辅助装置115

3.2 典型液压回路123

3.2.1 压力控制基本回路123

3.2.2 方向控制基本回路130

3.2.3 速度流量控制基本回路133

3.2.4 其他基本回路143

3.3 液压传动与控制系统设计148

3.3.1 主机工况分析和明确设计任务149

3.3.2 液压系统的方案设计149

3.3.3 液压系统的参数设计计算153

3.3.4 拟定液压系统原理图154

3.3.5 液压元件的选择计算154

3.3.6 液压系统的验算156

3.3.8 液压系统设计实例157

3.3.7 绘制工作图、编制技术文件157

3.4 液压伺服控制系统160

3.4.1 液压伺服系统工作原理161

3.4.2 液压伺服系统的组成和分类163

3.4.3 液压伺服系统的优缺点及应用165

4 液压系统动态特性分析168

4.1 液压系统动态设计方法168

4.2 用经典的控制理论分析元件和系统171

4.2.1 液压泵的动态特性分析173

4.2.2 液压缸的动态特性179

4.2.3 溢流阀的动态特性185

4.2.4 开关型阀控缸系统动态特性189

4.3 液压系统动态特性数字仿真方法193

4.3.1 面向状态方程的数字仿真194

4.3.2 面向传递函数的数字仿真196

4.3.3 面向系统方块图的数字仿真196

5 液压系统常用建模方法198

5.1.1 系统概述199

5.1 液压系统及其数学模型199

5.1.2 模型概述203

5.1.3 液压系统的描述及其特性206

5.2 解析法建模207

5.2.1 微分方程模型208

5.2.2 传递函数与方框图209

5.2.3 信号流图210

5.3 状态空间法建模212

5.3.2 系统状态变量模型213

5.3.1 系统状态和状态变量213

5.3.3 解析法建状态变量模型215

5.4 功率键合图法221

5.4.1 功率键合图的特点222

5.4.2 功率键合图的构成和符号222

5.4.3 功率键合图的绘制235

5.4.4 从功率键合图导出状态方程240

5.4.5 功率键合图法应用实例241

6 “灰箱”建模方法246

6.1 “灰箱”建模法步骤和特点248

6.1.1 “灰箱”建模法的指导思想与建模原则248

6.1.2 “灰箱”建模法步骤249

6.1.3 “灰箱”建模法的特点250

6.2 “灰箱”建模法原理250

6.3 液压系统子模型253

6.3.1 油泵254

6.3.2 工作缸254

6.3.3 溢流阀255

6.3.4 插装阀256

6.3.5 电磁换向阀257

6.3.6 蓄能器257

6.3.7 单向阀258

6.3.8 液控单向阀258

6.3.9 节流阀259

6.4 液压系统参数辨识259

6.4.1 辨识概念260

6.4.2 液压系统参数辨识261

6.4.3 “灰箱”建模参数辨识算法262

6.5.1 液压系统自动建模软件结构264

6.5 计算机辅助建模264

6.5.2 液压系统原理图的绘制266

6.5.3 数据库的建立与访问268

6.5.4 液压系统建模与仿真信息的输入270

6.5.5 数学模型的自动组合及调整273

6.5.6 仿真模型的自动转换274

6.5.7 自动建模软件的特点及应用275

7 数字仿真算法与程序279

7.1.1 数字仿真中的精度分析280

7.1 仿真计算中的几个问题280

7.1.2 算法的数值稳定性281

7.1.3 刚性问题与条件数283

7.1.4 步长的控制与误差、数值稳定性的关系284

7.2 数值积分法基本原理285

7.3 四阶龙格-库塔(Runge-Kutta)法286

7.3.1 基本公式与计算式287

7.3.2 精度分析287

7.4.3 计算式289

7.4.2 误差判据289

7.4 库塔-墨森(Kutta-Merson)法289

7.4.1 基本公式289

7.4.4 步长选择规则290

7.5 吉尔(Gear)法290

7.6 MATLAB软件在数值计算中的应用292

7.6.1 MATLAB简介292

7.6.2 MATLAB基本内容和使用方法293

7.6.3 SIMULINK简介294

7.7.1 PMDSHS程序包结构和特点295

7.7 液压系统建模与仿真程序包(PMDSHS)简介295

7.7.2 PMDSHS程序包中控制变量和主要标识符说明297

7.8 液压系统建模与仿真实例299

7.8.1 1000J液压锤液压系统工作原理299

7.8.2 1000J液压锤液压系统拓扑结构图299

7.8.3 1000J液压锤液压系统各种动作循环的数学模型304

7.8.4 1000J液压锤液压系统数学模型的参数辨识306

7.8.5 1000J液压锤液压系统的数字仿真307

8.1 液压锤液压系统CAD程序包结构315

8 液压系统计算机辅助设计315

8.2 数据库的建立与访问317

8.2.1 FoxPro 2.6 数据库结构318

8.2.2 FoxPro 2.6 数据库的建立、修改和查询319

8.2.3 液压锤液压系统CAD数据结构分析319

8.2.4 用Borland ？语言直接访问FoxPro数据库320

8.3 图形库的建立与原理图的绘制323

8.3.1 AutoCAD中型的定义及图形库的建立方法323

8.3.2 液压系统CAD图形库的建立及原理图的绘制324

8.4.1 6.3kJ砧座微动型液压锤的结构、原理及主要技术参数325

8.4 液压锤液压系统计算机辅助设计325

8.4.2 液压系统设计过程分析326

8.4.3 液压系统参数计算328

8.4.4 液压元件的计算和选择334

8.4.5 6.3kJ液压锤液压系统数学模型338

8.4.6 液压锤液压系统仿真模型的生成344

8.4.7 仿真结果与分析345

8.4.8 液压原理图的绘制与输出346

索引347

参考文献351