Een modellerings- en simulatiemethode voor het voorlopige ontwerp van een elektrovariabele verplaatsingspomp

Elektrohydrostatische activatoren ondersteunen de elektrificatie van zware systemen. Om minder energieverbruik te bereiken, concentreert onze methode zich op optimalisatie, elektrovariabele verplaatsingspompgebruik van de systemen. Onze modellering en de simulatiemethode ondersteunen het voorontwerp.

Onze elektrovariabele verdringingspomp, die moet kiezen voor volledige prestatievoorspelling, automatische parametergeneratie en ontwerprobuustheid. Begin met het classificeren van de parameters om de elektrovariabele verplaatsingspomp of EVDP te ontwerpen. Wijs de onafhankelijke parameters, die elk onderdeel vertegenwoordigen, toe aan de actieve categorie en de parameters die zijn afgeleid van de actieve parameters aan de aangestuurde categorie.

Wijs vervolgens de berekende parameters aan, met behulp van empirische functies voor de empirische categorie. Om de schattingsmodellen te ontwikkelen, schat u de pomp- en motoraangedreven parameters van de actieve parameters, met behulp van de schaalwetten. Gebruik de componentencatalogi om de aangedreven parameters voor de versnellingsbak en de kogelomloopspindel te schatten op basis van de actieve parameters.

Beoordeel de efficiëntie van de pomp, de versnellingsbak en de kogelomloopspindel door empirische functies en schat de thermische weerstanden voor het thermische netwerkmodel dat is ontwikkeld met de empirische functies uit de thermodynamicatheorie. Bouw het gewichtsmodel van de EVDP in MATLAB door de gewichten van elk onderdeel op te tellen en vervolgens de dynamische ge lumped parametermodellering van de EVDP in het systeemsimulatieplatform uit te voeren. Voer vervolgens thermische modellering van de EVDP uit in het systeemsimulatieplatform door een thermisch netwerk voor de EVDP in te stellen.

Gebruik voor levensduur- en betrouwbaarheidsmodellering de levensduur van de kogel en de levensduur van de zuigerpompeenheid als levensduur. Modelleer de levensduur van de kogelomloopspindel en zuigerpompeenheid met de vergelijkingen. Stel dat de betrouwbaarheid van de kogelomloopspindel en de pomp die overeenkomt met de levensduur 0,90 is en definieer de betrouwbaarheid zoals berekend op het 50.000e werkuur.

Modelleer vervolgens de betrouwbaarheid van de kogelomloopspindel en zuigerpompeenheid met de vergelijking. Ga verder met het samenstellen van het model door alle vergelijkingen van elk knooppunt samen te voegen om het modelblok voor elk knooppunt te vormen. Sluit vervolgens de invoer- en uitvoervariabelen van elk knooppunt af.

Definieer de in- en uitgangen van het algemene EVDP-model en voer de causaliteitsanalyse van alle knooppunten uit. Voeg indien nodig extra knooppunten toe om ervoor te zorgen dat alle knooppunten causaal zijn gekoppeld. Verbind vervolgens alle knooppunten om het algemene model van de EVDP te vormen.

Zodra het EVDP-model is gevormd, controleert u de modelleringsmethode met behulp van het EVDP-prototype en de testopstelling. Installeer hiervoor de EVDP op een testopstelling, bestaande uit een laadgedeelte en een besturingsonderdeel. Sluit vervolgens de drie EVDP-poorten aan op het hydraulische circuit van het laadgedeelte en de EVDP-elektrische kabels op het besturingsgedeelte.

Voer de prototypetests uit door op de startknop op het paneel te drukken en het extra hydraulische vermogen te starten. Nadat u de modusklep met de knop op het paneel hebt gedeactiveerd, stelt u de veegfrequentieverplaatsingsopdracht in op de EVDP in het tekstvak van de gebruikersinterface. Registreer de EVDP-verplaatsingsrespons en leid de grootte en fasekenmerken ervan af.

Om de experimentele resultaten te analyseren, stelt u de actieve parameters van het EVDP-prototype in op het eerder gebouwde model. Het model genereert automatisch andere vereiste simulatieparameters. Stel de omgevingstemperatuur en de initiële EVDP-temperatuur in op 40 graden Celsius en voer het simulatiemodel uit onder dezelfde omstandigheden als de EVDP-prototypetest om de simulatieresultaten vast te leggen.

Om de nauwkeurigheid van het model te controleren, plot u de experimentele en simulatieresultaten van elke conditiegroep in één figuur. Om de simulatieanalyse van het EVDP-ontwerp uit te voeren, stelt u de dynamische en thermische modellen in door op het tabblad parametermodus te klikken en de optie TFFD31 te selecteren. Ga vervolgens naar de bestandsnaam voor het tabblad eenvoudige vloeistofkarakteristiekgegevens om het olie-eigenschappenbestand te importeren.

Gebruik onder de parametermodus de blokken THGCV01 of THGCV02. Om de omgevingstemperatuur in te stellen zoals beschreven in het manuscript, voert u de actieve parameters in de parameterschattingsmodellen in. Klik vervolgens op de knop Uitvoeren onder het tabblad Editor om het script voor het genereren van alle simulatieparameters uit te voeren.

Gebruik in MATLAB de knop Uitvoeren onder het tabblad Editor om het script uit te voeren voor het berekenen van het gewicht en het activeren van de dynamische en thermische modellen met de simulatieparameters. De simulatieresultaten worden automatisch door het script verkregen. Voer met de knop Uitvoeren onder het tabblad Editor het script uit voor het berekenen van de levensduur van de EVDP en de betrouwbaarheidsprestaties van de opgeslagen simulatieresultaten.

Ga naar de simulatiemodus in het systeemsimulatieplatform om de resultaten te controleren. Leid vervolgens andere EVDP-prestatieresultaten af uit deze tijddomeinsimulatieresultaten. Als u de simulatieparameters wilt instellen, controleert u de parametermodus.

Gebruik vervolgens de knop Uitvoeren onder het tabblad Editor om het script uit te voeren voor het activeren van de dynamische en thermische modellen. Druk later op het tabblad simulatiemodus om de gevoeligheids- en onzekerheidsanalyses te controleren. De temperatuurdynamiek van verschillende EDVP-onderdelen wordt hier weergegeven.

De representatieve analyse illustreert de EVDP-efficiëntie onder een volledige duty cycle. Onder de volledige belastingsconditie behaalde de EVDP een totale efficiëntie van ongeveer 80% Later daalden de absolute verliezen van de EVDP, samen met de efficiëntiedaling. De sweeping frequency response onderzocht de evdp-dynamische prestaties.

In de geprojecteerde prestaties van de EVDP werd een goede regelnauwkeurigheid met een fout van 0,09 graden voorspeld, terwijl de levensduur en betrouwbaarheid van de pomp het zwakst bleken te zijn. Na het bouwen van de voorgestelde modellen kan de volledige voorlopige ontwerpmethode worden ontwikkeld. De methode kan de toepasbaarheid van de elektrovariabele verplaatsingspomp en de bijbehorende elektrohydrostatische activatoren verbeteren.

Deze methode loste veelvoorkomende uitdagingen van de ontwerpfase op, zoals parameterszekerheid en multidisciplinaire simulaties. Dit leidt tot een betrouwbaarder, voorlopig ontwerp van de pomp voor elektrohydrostatische activatoren.