外文翻譯--半自動減振器的延時：旁痛管閥的成型【中英文文獻譯文】

外文翻譯--半自動減振器的延時：旁痛管閥的成型【中英文文獻譯文】,中英文文獻譯文,外文,翻譯,半自動,減振器,延時,旁痛管閥,成型,中英文,文獻,譯文 半自動減振器的延時：旁痛管閥的成型 概要： 對off-road汽車駕駛和操縱的舒適性是，能得到明顯的改善。就是通過用可操縱、兩種狀態(tài)、半自動的減振器來取代一般的在汽車懸架系統(tǒng)里的被動減振器。用來使半自動減振器的特征可控的液壓閥是半自動減振器的主要部件，它同時對懸架系統(tǒng)的表現(xiàn)有著很大的影響。我們調(diào)查了 用于重車上的半自動懸架系統(tǒng)的液壓旁通閥的動力特性模型。我們假想類似的模型實際上能北并入整車的三維模擬研究。閥的響應(yīng)時間（或時延）被當作模型精度的量度，因為其為半自動減振器表現(xiàn)的一個重要參數(shù)。模型時用AMESim和MATLAB在大量流體能量模擬環(huán)境下建立的。AMESim能處理細致和復(fù)雜的流體能量模型。用于數(shù)字的僵化，那些企圖用MATLAB解決相似復(fù)雜性模型的嘗試都是不成功的。我們采取了試驗的方法來獲取動力特性數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以時模型完整化。在試驗過程中，其他幾個因素影響了閥的表現(xiàn)。試驗長凳動力特性明顯地影響結(jié)果并模糊了模型和試驗數(shù)據(jù)的絕對精度。這項調(diào)查展示了如何為在模型中的應(yīng)用產(chǎn)生流體能量模型的方法，但同時也顯示了在過程中所需的實質(zhì)性努力。當前模型的精度還不足以滿足設(shè)計目的。 1． 介紹： 至1990年，幾種軍事車輛的半自動懸架系統(tǒng)在南非得到了發(fā)展。一種兩態(tài)半自動減振器形成了這次發(fā)展的基礎(chǔ)。它有一個旁通閥安裝到一個傳統(tǒng)的被動減振器上所組成。它還具有一套計算機控制系統(tǒng)來決定減振器的狀態(tài)（2），為了發(fā)展半自動懸架系統(tǒng)來完善off－road車輛，三維的全車動力模型被應(yīng)用在DADS環(huán)境下【3，4】。在不同的off－road地形下，我們對幾種車輛做了延伸試驗有效性測試【1，4】。模型和試驗表明駕駛質(zhì)量能得到明顯改善。其中超過40％時基于BS6841重荷多軸RMS加速【4】?？傻玫降母倪M會由于車速的增長或在特定的地形下縮減。這表明懸架系統(tǒng)的表現(xiàn)將明顯受到閥響應(yīng)時間的影響。 這項研究的目的時為了提供用在當前的兩態(tài)半自動懸架系統(tǒng)原型上的一種特殊液壓閥的建模。此外，現(xiàn)在考慮的閥（或者就改部分而言）在當前研究中的未來液動系統(tǒng)中有潛在用途?；蛘咚艹蔀槲磥戆l(fā)展的基礎(chǔ)【5】。 我們通過試驗來獲得模型里所需的參數(shù)，同時獲得用來確定模型的動力特性數(shù)據(jù)。為了這個目的，我們使用了Pretoria大學(xué)的液壓試驗長凳。 2． 液壓模擬概要 液體能量模擬提出了相當大的挑戰(zhàn)。很多文獻資料為這些挑戰(zhàn)提供了參考。下面是個小結(jié)： ·液壓系統(tǒng)大體由大油容量的連接管和相對小容量的控制閥等其他部件組成。 這些在任務(wù)液壓系統(tǒng)里高度不同的流體容量加重了數(shù)字“僵化”問題。與大容量相比，小容量由的時間常數(shù)非常小。這將在結(jié)果中引起不希望得到的高頻部分，這將嚴重影響處理器的效率和穩(wěn)定性。 ·將小流量容量用不可壓縮的來取代能減小模型的僵化程度。這將增加代數(shù)微分方程到這組微分方程，它們將必須用到專門的解決技術(shù)和引起進一步的數(shù)字問題【7，9】。 ·流體能量現(xiàn)象是高度線性的。其中一些參數(shù)只有通過查表或者經(jīng)驗公式來獲得。因此增加了模型的不精確性。 ·許多不連續(xù)性問題將出現(xiàn)。典型的例子有電信號，流速。不連續(xù)性將對大多數(shù)數(shù)學(xué)方法產(chǎn)生不良影響除非采取專門的保護措施。 ·當用到著名的小流量公式的時候?qū)a(chǎn)生一個數(shù)字問題： 當達到0流量是，積分算法里的雅克比矩陣里將產(chǎn)生特殊值。 將公式改為包括層流和紊流模型后，方能解決這個問題。 ·模型里的許多參數(shù)值需從物理系統(tǒng)中找到。通常，物理系統(tǒng)方法被拆開來測量這些量。被發(fā)展用來克服這項困難的技術(shù)就像其他一樣包括有測量確定參數(shù)的非線性經(jīng)驗?zāi)Ｐ汀? 3． 數(shù)學(xué)模型 在圖1里，顯示了閥系統(tǒng)的布局。這不是適合汽車的一個系統(tǒng)，而是一個用在試驗工作里的類似結(jié)構(gòu)。導(dǎo)向閥（螺旋控制閥）轉(zhuǎn)換邏輯元素控制室里的壓力到高或低值。這將允許邏輯元素狀態(tài)（開或關(guān)）改變。車輛上安裝的結(jié)構(gòu)不同在導(dǎo)向閥所需的高或低壓供給減振室提供。整流器回路包括4個單向閥，這將確保為在控制回路里使用而將間隔變化的減振室壓力分為高低壓源。 不同復(fù)雜程度的模型在AMESim里以總括參數(shù)模型的形式編程。這種模型里假設(shè)如質(zhì)量，流量等參數(shù)在空間里聚集在一點。下面的公式，以概括和簡化的形式寫出，是用來建模閥和測試長凳系統(tǒng)： 總括質(zhì)量動力特性： 總括流體壓縮性： 總括流量限制（使用了層流和紊流的近似）： 根據(jù)總括的參數(shù)方法，應(yīng)用下面公式： 對液壓網(wǎng)絡(luò)，這種方法將得到一個微分方程系統(tǒng)，而這些方程被積出，而提供點的壓力。 在AMESim里編輯模型很快捷方便。小量的基本液壓機械和控制元素使我們能構(gòu)建傳統(tǒng)模型。從菜單選擇元素而構(gòu)建的圖形回路布局，模型公式就自動地被編譯。 類似的模型在MATLAB里編輯，但所使用的處理器由于繼承了模型里的數(shù)字僵化而被證明為不穩(wěn)定。用MATLAB處理器處理的不連續(xù)性，特別對質(zhì)量泵停補給，被證明為有效和必須。但是這給數(shù)字方法增加了更多負擔。 為了校準建模技術(shù)，AMESim模型被當作P&E用的試驗案例來開發(fā)和測試合適的數(shù)字方法。P&E用的例子有兩部分容積組成，它們有一個步進輸入流速的理想流體源供給。這兩部分容積有小孔連接容積比為1：1000。P&E和AMESim的結(jié)果間有完美的聯(lián)系。MATLAB模型同樣表現(xiàn)出這種聯(lián)系。一種指數(shù)升降模型被用來作為螺旋力。一種永磁動力模型與其他模型相比顯得太過細化。這將增加許多需要獲得值的附加參數(shù)。 4． 試驗程序和結(jié)果 用來試驗的測試長凳有兩個通過用設(shè)備裝配的供給線路在平行傳輸液壓油里的泵組成。泵分別由比例螺旋來控制流量和壓力。試驗長凳容量為90l/min（30MPa）。為了獲得動力表現(xiàn)數(shù)據(jù)，我們制造了一種折疊塊，用來為邏輯元素支架位的動力測量存儲一種位移變頻器。這種折疊塊也包括幾種壓力測量點和為螺旋操作導(dǎo)向閥留出的空間。 閥響應(yīng)時間被用作一種模型精度的量度。因為它是一個半自動減振器表現(xiàn)的重要參數(shù)。為了提供決定時延的標準基礎(chǔ)。需要確定初始和最終穩(wěn)態(tài)值的總變化。在總變化為5％和95％兩處對附加值進行了計算（見圖2）。從閥起動或引導(dǎo)信號到5％變化發(fā)生點的時間被稱為初始時延。在螺旋里的電磁變換決定初始時延。從閥起動信號到95%變化的時間被定義為時延，在這項研究種，閥上的壓降和主閥支架的位移被用來確定閥的時延。 我們進行了許多試驗來確定閥系統(tǒng)單個部件的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)行為。在這篇文章里僅討論一個具有代表性的時間主導(dǎo)聯(lián)系試驗，同時分析操作范圍內(nèi)的時延數(shù)據(jù)。 在測試閥系統(tǒng)期間，我們遇到了不期望的閥支架的振動及相應(yīng)的流量和壓力的擺動。在某個流速下，支架將擺動得態(tài)厲害以致都碰到底座了。這種效果足夠嚴重，以致試驗凳或閥系統(tǒng)可能遭到損壞。一個復(fù)雜得因素便是擺動行為發(fā)生在隨機得場合下。 我們考慮和調(diào)查了許多可能得導(dǎo)致這個問題得原因。只有在模擬中包括了試驗凳供給線路模型后，誘因才能歸結(jié)為由供給線順暢引起得共振，圖3－5顯示了典型得時間變換量度。因為明顯得振動有大得振幅，特別在位移得情況下，相關(guān)參數(shù)得中間平衡狀態(tài)值被用來確定5％和95％得值。模型和試驗結(jié)果間得聯(lián)系通過選取和比較95％時延和時域變化，從閥操作域而進行分析，困難在于轉(zhuǎn)換時無征兆的行為，這將導(dǎo)致95％點對瞬態(tài)行為的微小變化十分敏感。這種影響將產(chǎn)生錯誤的表象：兩種同樣動力特性的瞬態(tài)有著實質(zhì)上的不同的時延值。 閥開啟或關(guān)閉需要100到400ms的時延（見圖4）。這個時延比預(yù)計的要長，它能對因于長試驗凳供給線路（總量大約為131），而這條線路在閥閉后必須加壓。由于過低的讀數(shù)（由低流量阻力引起），排油線路壓力變化不能用來確定閥閉時延。然而，邏輯元素支架位移提供了一個閥行為的精確指示，這很大程度上依賴于試驗布局和試驗凳接口。 模擬支架位移由幾個因素所影響。雖然模擬的總體閥系統(tǒng)的壓降應(yīng)與測量值匹配，但小孔元素上游和邏輯元素下游的數(shù)學(xué)分配可能導(dǎo)致支架本身上或高或低的壓力。 圖5顯示了閥不同操作域的時延vs初壓。數(shù)據(jù)時基于邏輯元素支架位移。在基于開始的行為事件的位移的時延趨勢錯誤（圖5）能作如下解釋：在時域變化中，模擬的穩(wěn)態(tài)位移值與時延穩(wěn)態(tài)值不匹配（圖4）。因為模擬的支架位移穩(wěn)態(tài)值更高，95％延遲值發(fā)生在后一個階段。（在計算95％點時，用到了變化自身的穩(wěn)態(tài)值）。如果模擬結(jié)果的穩(wěn)態(tài)值與試驗值匹配，選取的時延趨勢會顯示出更好的聯(lián)系。模擬的延遲趨勢和大體的試驗延遲趨勢形狀一致，但實質(zhì)上不同于所謂的時延。這表明模型包含足夠的物理系統(tǒng)的細節(jié)來重現(xiàn)總體的動力特性。然而，模型對設(shè)計研究來說還不夠精確。 在解釋試驗和模擬不令人滿意的聯(lián)系的嘗試中，以項敏感性分析在AMESim閥和測試長凳系統(tǒng)模型上進行。這由一條在一個流量設(shè)置范圍內(nèi)來模擬系統(tǒng)的自動線路所組成，每次增加或減少一個參數(shù)的10％，除了單向閥的導(dǎo)通能力，對系統(tǒng)響應(yīng)由很大的影響的參數(shù)和測試長凳有著專有的聯(lián)系。 測試長凳原先被設(shè)計用來描寫液壓部件和系統(tǒng)特性，并只用在低帶寬應(yīng)用里。從敏感性分析，共振（由供給線路暢通引起的）和時延（因供給線路容量和泵控動力特性）得知，測試凳的帶寬不足以測量閥系統(tǒng)的動力特性。這導(dǎo)致測試凳動力特性同時影響試驗和模擬值，從而模糊了實際的閥動力特性。 5． 總結(jié)和建議 這項研究的目的是為了提供一種用在當前半自動懸架系統(tǒng)原型上的特種液壓閥的建模方法。模型由AMESim和MATLAB來開發(fā)。 總結(jié)如下： ·AMESim在建立一個有效，詳細的液壓減振旁通閥系統(tǒng)模型時很有用，同時，它能有效地解決數(shù)學(xué)公式并有數(shù)字穩(wěn)定性。 ·在試圖使用預(yù)編程MATLAB ODE套裝，主要時ODE15s來解決描述閥系統(tǒng)地僵化公式時，是不成功地的。通AMESim模型中同樣復(fù)雜程度的控制公式能有MATLAB中編程，但用標準MATLAB處理器處理那樣一個模型的數(shù)學(xué)解法似乎不合適。 ·正如研究中建立的系統(tǒng)，它包含快速處理輔助系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)的模型對它們的物理參數(shù)值很敏感。液壓系統(tǒng)的特性決定了它很難獲得精確的用在模型里的參數(shù)值。這種精確值的無效性和參數(shù)的調(diào)整需求導(dǎo)致了模型發(fā)展緩慢和模擬結(jié)果里的錯誤。 ·在模型里需要的假設(shè)給出了期望系統(tǒng)響應(yīng)的最理想展現(xiàn)。然而在這項研究種所作的一些假設(shè)（例如：恒壓，流量分配和指數(shù)螺旋行為）可能對模擬響應(yīng)有巨大影響。 ·測試長凳動力特性很明顯并能模糊閥的動力特性。然而要分開測試凳和閥動力特性卻很難。 下面是建議： ·計算的流體動力特性分析能用來產(chǎn)生查表而提高在預(yù)測流體力和壓力分配中的模型的精度。 ·在嘗試任何更進一步的模擬結(jié)果的試驗聯(lián)系前，需要反復(fù)考慮測試凳的設(shè)計或它動力特性的具體模擬。