关于国内有关长管道论文中相频特性的错误

发布时间：2020-02-05 19:14

【摘要】：经过长时间对有关长管道液压系统的研究发现,过去国内发表的相关文章存在局部错误,具体表现为伯德图的相频特性不合理甚至不正确,即相频特性在高频时出现了较大的周期性波动,因此有必要指出其不合理之处。
【图文】：

出不穷。作者发现一些国内发表的有关长管道液压系统的文章存在一些错误，就是很多文章在用编程的方法计算系统相频特性时所绘制出的曲线存在严重问题，即相频特性在高频时出现了较大的周期性波动。经作者证实出现这种周期性波动的原因是对于编程软件某些求相角的函数的值域范围没有很好地把握。本文作者以泵控马达系统为例，考虑长管道对系统的影响，阐述某些文章中相频特性曲线出错的原因，进一步阐述用编程求解非线性系统相频特性时存在的主要问题。1数学模型及分析1.1管道数学模型的建立泵控马达系统回路简图如图1所示。图1泵控马达系统图对图1所示的连接管道，其基本方程为:p1(s)q1(s[])=u11u12u21u[]22p2(s)q2(s[])(1)p3(s)q3(s[])=u'11u'12u'21u'[]22p4(s)q4(s[])(2)式中:p2(s)、p3(s)为液压马达进油和回油压力;q2(s)、q3(s)为液压马达进油和回油流量;p1(s)、p4(s)为泵供油和回油压力;q1(s)、q4(s)为泵供油和回油流量。因为管1、管2参数相同。所以有:u11=u'11、u12=u'12、u21=u'21、u22=u'22u11=cosh［Γ(s)］u12=Zc(s)sinh［Γ(s)］u21=sinh［Γ(s)］/Zc(s)u22=cosh［Γ(s)］式中:Γ(s)为管道的传播算子;Zc(s)为管道的特征阻抗。而:Γ(s)=sLa1－2ir0s()ν0.5·J1ir0s()ν[]0.5J0ir0s()ν[]{}0.5－0.5(3)Zc(s)=ρaπr201－2ir0s()ν0.5·J1［ir0s()ν0.5］J0［ir0s()ν0.5{}

2(s)=ctm+V0βe()sp2(s)+Dmsθm(11)式中:ctm为马达总的泄漏系数。1.4负载的转矩平衡方程负载的转矩平衡方程为:Dm(p2－p3)=Jtd2θmd2t+Bmdθmdt+Gθm+TL(12)式中:Jt为负载转动惯量;Bm为负载黏性阻尼系数;G为负载弹簧刚度;TL为负载力矩。拉氏变换后变为:Dmp2(s)=Jts2θm+Bmsθm+Gθm+TL(13)2考虑管道特性的泵控马达系统传递函数根据式(1)、(6)、(9)和(11)可得到系统方块图，如图2所示。图2系统方块图上例在进行建模时忽略回油管的动态，只考虑进油管的动态特性对系统的影响，这种方块图是将管道参数因子单独表示出来。根据式(9)、(11)和(13)并设k'qp=kpωpu22+ctpu12、c'tp=ctpu11+u21u22+ctpu12，即:q2(s)=k'qpγ(s)－c'tpp2(s)q2(s)=ctm+V0βe()sp2(s)+DmsθmDmp2(s)=Jts2θm+Bmsθm+Gθm+TL化简后的方块图为:图3化简后的方块图所以系统传递函数方程为:θmγ(s)=kqpDmctm+c'tp+V0βe()s(Jts2+Bms+G)+D2ms(14)3国内文献中的错误相频特性图4是参考文献［5］中的特性曲线，有很多文献都出现了类似上图右侧的相频特性。下面来通过编程证明其错误性。图4文献［5］中的相频特性曲线4MATLAB编程4.1不同管道长度的系统幅频特性由于系统属于典型非线性系统，因此只能通过编程的方法来分析，，程序分为3个部分，(1)解出系统复变函数的程序;(2)画出相频特性的Bode图部分;(3)系统奈奎?

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本文编号：2576705