航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓裝置特性仿真元件庫(kù)設(shè)計(jì)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓裝置特性仿真元件庫(kù)設(shè)計(jì)m構(gòu)建機(jī)械液壓數(shù)據(jù)庫(kù)的主要目的是方便元件模型多次使用和積累重要的設(shè)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。針對(duì)機(jī)械液壓元件庫(kù)建立方法的研究，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)做了很多工作。元件庫(kù)按照元件的數(shù)據(jù)存貯模式主要分為一維和三維兩種元件庫(kù)。三維元件庫(kù)利用面向?qū)ο笳Z(yǔ)言(VB、Java等)調(diào)用SQL等后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，存貯記錄各個(gè)液壓機(jī)械零件的尺寸數(shù)據(jù)。并用三維CAD軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，連接后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中的零件型號(hào)，建立可視的三維系統(tǒng)圖。建立的元件數(shù)據(jù)庫(kù)可于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，元件細(xì)致結(jié)構(gòu)和三維尺寸參數(shù)并非確定，所以大量三維模型用于后期改型和生產(chǎn)制造。一維元件庫(kù)基于礎(chǔ)，利用軟件工具建立液壓元件模型并進(jìn)另一種基于Modelica語(yǔ)言建模的軟件如維機(jī)械液壓模型并封裝建立元件庫(kù)[3-9]。以上所述建模工具從原理上都支持元件模型維模型庫(kù)還是三維元件庫(kù)，大量工作都是針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械液壓裝置進(jìn)行的工置是獨(dú)具特色的液壓調(diào)節(jié)控制回路，通用液壓元件庫(kù)的研究成果并不適用于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械液壓裝置的建模仿真[10]。隨著全權(quán)限數(shù)字電子控制器的引入，航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)液壓機(jī)械裝置分離出純液壓機(jī)械燃油調(diào)節(jié)器在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單，大致構(gòu)架和匹配模式也漸趨于標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化[11]。不同類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)控液壓裝置的結(jié)構(gòu)差異越來(lái)越小，大部分差異主要是設(shè)計(jì)成上高度相似，它們是液壓機(jī)械系統(tǒng)的典定壓差活門(mén)與變面積節(jié)流構(gòu)成的計(jì)量裝控制為典型電液位置伺服控制)[12]。借用已有功能完整、性能穩(wěn)定、制造技術(shù)成熟的元件設(shè)計(jì)方案用以完成實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品中部分相似功能的方法，在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械液壓裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常使用。為了更好地快速構(gòu)建不同用途、不同型號(hào)的航空發(fā)動(dòng)按照功能單元分類(lèi)元件模型的方法，建立的針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓機(jī)械裝置元件庫(kù)。動(dòng)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)液壓機(jī)械裝置建立模型元件庫(kù)。元件庫(kù)可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求的變化方便地調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，仿真系統(tǒng)及各元部件的動(dòng)、靜態(tài)特性，有利于及早發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)缺陷。模型和仿真結(jié)果，不僅可以作為液壓機(jī)械裝置試驗(yàn)調(diào)試時(shí)的參考，也可以為產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)[13]。庫(kù)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期就提供仿真性能曲線，在設(shè)計(jì)后期可以以實(shí)時(shí)模型的形式導(dǎo)出航模型、真實(shí)電子控制器一起做硬件在環(huán)仿真[15]。上文所述其他各類(lèi)建模仿真軟件從二次開(kāi)發(fā)元件數(shù)據(jù)庫(kù)的擴(kuò)展維護(hù)等方面較AMESim編程環(huán)境還是有一定差距，而且國(guó)內(nèi)利用AMESim軟件對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械液壓裝置的研究成果較多，AMESim使型，建立的航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓機(jī)械裝置元件2航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓裝置元件庫(kù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓裝置元件總庫(kù)下按系統(tǒng)功能分有子元件子模型。元件庫(kù)的這種結(jié)構(gòu)形式確保元件庫(kù)的易于維護(hù)和拓展。庫(kù)，具有豐富的分析手段、強(qiáng)大的建模和求解能力，通過(guò)利用基礎(chǔ)元件庫(kù)建立的AMESim元件模型封裝打包及參數(shù)再定義構(gòu)建針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓機(jī)械裝置模型元件庫(kù)。設(shè)計(jì)人員通過(guò)簡(jiǎn)單的拖放操作，即可利用元件庫(kù)中的元件模型迅速構(gòu)建發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)液壓機(jī)械裝置系統(tǒng)，把大量精力集中在對(duì)系統(tǒng)性能的測(cè)試研究上。尤其在對(duì)新型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期大量設(shè)計(jì)參數(shù)不明確，可以利用元件庫(kù)中已有成熟功能元件初步仿真測(cè)試。調(diào)整修改元件重要尺寸參數(shù)滿(mǎn)足新型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)液壓機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求。還可以以元件庫(kù)中的功能元件為模版，更改模型結(jié)構(gòu)建立新的針對(duì)新型號(hào)的元件模型測(cè)試仿真,最終可以收錄新元件至元件庫(kù)。模型元件庫(kù)大大增加元件模型的可重用性。以往液壓元件庫(kù)建立方法主要以用面于流量連續(xù)方程和力平衡方程并用圖形框架封裝標(biāo)明輸入輸出，這種元件庫(kù)的建立細(xì)微變化，細(xì)微變化，需要重新編寫(xiě)方程。利用Simulink模塊編寫(xiě)封裝的元件庫(kù)有同樣的動(dòng)子元件的部分連接拓?fù)?。在元件?kù)管理級(jí)、便于管理、容易繼承的優(yōu)點(diǎn)。這些特，一維建模仿真在仿真速度方面很占優(yōu)勢(shì)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，元件細(xì)致結(jié)構(gòu)和三維尺，一維建模仿真在仿真速度方面很占優(yōu)勢(shì)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，元件細(xì)致結(jié)構(gòu)和三維尺2.1元件數(shù)據(jù)庫(kù)組成針對(duì)不同的仿真目的，建模精度有所不同。元件庫(kù)中的元件模型下包含若干子元件級(jí)子模型等。根據(jù)仿真目的選取相應(yīng)的子模型?？紤]液壓機(jī)械裝置系統(tǒng)級(jí)動(dòng)態(tài)特性仿真時(shí)，元件內(nèi)部特性對(duì)整體液壓機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能影響小的元件模型應(yīng)簡(jiǎn)化，如占空比電磁閥、電液伺服閥、各種油源、部分容腔及緩流器等。元件的核心子模型為系統(tǒng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)模型，其建模標(biāo)準(zhǔn)為：①考慮液壓機(jī)械結(jié)構(gòu)作動(dòng)運(yùn)行部件質(zhì)量；②考慮液體介質(zhì)的容性特性；③考慮作動(dòng)運(yùn)行部件在運(yùn)動(dòng)中的圖2元件庫(kù)組成真實(shí)時(shí)況下的工作情況[16]。針對(duì)專(zhuān)門(mén)研究目的構(gòu)建的元件級(jí)子模慮作動(dòng)運(yùn)行部件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受到的液動(dòng)力影響；⑤不考慮油液介質(zhì)泄漏；⑥不考慮重力對(duì)液壓機(jī)械系統(tǒng)的影響；⑦不考慮飛機(jī)機(jī)動(dòng)加減速過(guò)程對(duì)液壓機(jī)械系統(tǒng)的質(zhì)的阻性和感性特性和管道壁的剛性變質(zhì)的阻性和感性特性和管道壁的剛性變?cè)?kù)中以此標(biāo)準(zhǔn)建立收錄的元件子模型可以按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖的結(jié)構(gòu)拓?fù)溥B接構(gòu)建元件實(shí)時(shí)子模型在系統(tǒng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)子模型的基礎(chǔ)上利用活性及頻率分析方法化簡(jiǎn)得元件實(shí)時(shí)子模型在系統(tǒng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)子模型的基礎(chǔ)上利用活性及頻率分析方法化簡(jiǎn)得到。實(shí)時(shí)模型能夠?qū)崟r(shí)解算且能較準(zhǔn)確反映液壓系統(tǒng)在實(shí)際工作過(guò)程中的特性。實(shí)時(shí)模型、真實(shí)控制器和發(fā)動(dòng)機(jī)模型可以一3元件命名規(guī)則各元件以其對(duì)應(yīng)庫(kù)中收錄的元件模型名稱(chēng)的漢語(yǔ)拼音首字母大寫(xiě)命名(如定壓同端口數(shù)且功能相同的元件模型合并為一個(gè)元件模型(如不同定壓壓力的定壓活建立不同的子模型，子模型的命名格式為件庫(kù)中相似功能元件模型合并提高了模型的可重用性。后繼的研究者就可擺脫重復(fù)搭建模型的過(guò)程而更加專(zhuān)注于對(duì)系統(tǒng)的研2)元件庫(kù)的維護(hù)升級(jí)元件庫(kù)是基于軟件二次開(kāi)發(fā)。二次開(kāi)發(fā)經(jīng)常會(huì)因?yàn)檐浖姹镜募嫒菪詥?wèn)題導(dǎo)致元件庫(kù)無(wú)法繼續(xù)使用和拓展。所以可維護(hù)可升級(jí)特性對(duì)于元件庫(kù)的繼續(xù)發(fā)展和拓展拼音首字母_建模仿真目的代碼_系統(tǒng)順序編號(hào)_元件參數(shù)順序編號(hào)_備用順序編號(hào)”。建模仿真目的順序編號(hào)中系統(tǒng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)仿真號(hào)可以區(qū)分不同類(lèi)型液壓系統(tǒng)中元件功能相同但設(shè)計(jì)參數(shù)不同的元件。元件參數(shù)順序標(biāo)號(hào)用來(lái)區(qū)分同一個(gè)液壓系統(tǒng)中不同的元件設(shè)計(jì)參數(shù)。為了保證元件數(shù)據(jù)庫(kù)的拓展性在命名最后加入備用順序編號(hào)。以現(xiàn)有主燃油元件庫(kù)下定壓活門(mén)模型為例可以模型建立后可以在子模型描述中詳細(xì)記錄模型建立的目的及重要參數(shù)組成。圖4為也尤為重要。本文元件庫(kù)基于AMESimR10版本制作。AMESim提供了使用方便且易于兼容的模型庫(kù)升級(jí)工具。航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓裝置元件庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)版本間的兼容的命名規(guī)則也可以繼續(xù)擴(kuò)充子庫(kù)。有4個(gè)可選子模型：主燃油系統(tǒng)下的計(jì)量活門(mén)標(biāo)準(zhǔn)子模型及實(shí)時(shí)子模型和熱計(jì)量活門(mén)標(biāo)準(zhǔn)子模型及實(shí)時(shí)子模型。建立系3)元件參數(shù)及端口定制庫(kù)中元件的參數(shù)及端口數(shù)據(jù)整合為一個(gè)界面。元件模型的自定義設(shè)置易于后繼研究者繼承和使用。以計(jì)量活門(mén)參數(shù)、端口定制為例。定制后的元件模型參數(shù)設(shè)置為圖7，包含活門(mén)的閥芯質(zhì)量、尺寸直徑等重要參數(shù)。圖8為計(jì)量活門(mén)端口的輸入3)元件參數(shù)及端口定制庫(kù)中元件的參數(shù)及端口數(shù)據(jù)整合為一個(gè)界面。元件模型的自定義設(shè)置易于后繼研究者繼承和使用。以計(jì)量活門(mén)參數(shù)、端口定制為例。定制后的元件模型參數(shù)設(shè)置為圖7，包含活門(mén)的閥芯質(zhì)量、尺寸直徑等重要參數(shù)。圖8為計(jì)量活門(mén)端口的輸入4)系統(tǒng)模型快速搭建以某航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓機(jī)械裝置主燃油模為例。圖9為的元件庫(kù)4)系統(tǒng)模型快速搭建以某航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓機(jī)械裝置主燃油模為例。圖9為的元件庫(kù)5)元件庫(kù)軟件接口真視圖。元件庫(kù)能夠非常方便與第三方軟件進(jìn)行模型交互，用于小閉環(huán)回路的控制器設(shè)計(jì)。進(jìn)一步可生成實(shí)時(shí)代碼，進(jìn)行實(shí)通過(guò)使用實(shí)例得出的結(jié)論：①元件庫(kù)方便液壓機(jī)械系統(tǒng)建模，可以