沖壓機(jī)床液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),沖壓,機(jī)床,液壓,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì) 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯 系　　部： 機(jī)械工程系 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 姓 名： 陸輝 學(xué) 號(hào)： 05010127 (用外文寫(xiě)) 外文出處：Simulation Modeling Practice and Theory ,14 (2006), 25–46. 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 該英文翻譯經(jīng)過(guò)多次修改后語(yǔ)句尚通順，語(yǔ)義基本正確，尚能正確表達(dá)原文的內(nèi)容。這反映了該生通過(guò)本英文翻譯初步掌握了科技文獻(xiàn)的閱讀方法和常用專(zhuān)業(yè)詞匯的翻譯方法，但仍需加強(qiáng)學(xué)習(xí)。 簽名： 2009 年 3 月 18 日 注：請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。 附件1：外文資料翻譯譯文 平面機(jī)械程序庫(kù) AMESim仿真軟件 第一部分 制定動(dòng)力學(xué)方程 威爾弗里德侯爵，法夫爾 埃里克Bideaux ，塞爾日Scavarda 工業(yè)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室，里昂國(guó)立科學(xué)應(yīng)用研究所，法國(guó) 投稿：2003年3月25日;修訂稿：2004年12月17日;錄用稿：2005年2月8日 網(wǎng)上提供：2005年3月17日 摘要: 本文介紹了應(yīng)用于AMESim仿真工具的平面機(jī)械庫(kù)的數(shù)學(xué)開(kāi)發(fā)，剛體與運(yùn)動(dòng)副是該庫(kù)的基本組件。由于AMESim平面機(jī)械庫(kù)設(shè)計(jì)原則的要求，數(shù)學(xué)模型部分需要一個(gè)基于通用矢量演算的約束公式的方程。該方程使用非獨(dú)立廣義坐標(biāo)。這種動(dòng)力學(xué)方程組是應(yīng)用喬丹的原則結(jié)合拉格朗日因子而獲得的，剛體組件的數(shù)學(xué)模型包括以非獨(dú)立廣義坐標(biāo)表達(dá)的微分方程，運(yùn)動(dòng)副組件的數(shù)學(xué)模型是基于應(yīng)用幾何，運(yùn)動(dòng)和加速度約束方程的Baumgarte穩(wěn)定式。拉格朗日因子是這些Baumgarte穩(wěn)定式的隱含解，本文的第一個(gè)主要成果是矢量形式的集合約束的表達(dá)及其開(kāi)發(fā)，第二個(gè)重要成果是使已有的方程適用于AMESim設(shè)計(jì)原則。 2005年Elsevier B.V.版權(quán)所有 關(guān)鍵詞：AMESim；平面力學(xué)；動(dòng)力學(xué)方程；約束方程；拉格朗日因子；Baumgarte穩(wěn)定 1. 導(dǎo)言 本文分為兩部分，為仿真工具AMESim（2）提出了一種新模型庫(kù)。第一部分主要是模型庫(kù)的理論開(kāi)發(fā)，第二部分模型庫(kù)的組成因?yàn)樗醮斡糜贏MESim，并以七剛體剛體應(yīng)用實(shí)例給予演示。改庫(kù)組件屬于平面機(jī)械域。其目的不是與更適應(yīng)該域多體系統(tǒng)軟件工具競(jìng)爭(zhēng)，而是擴(kuò)大能夠被處理AMESim的工業(yè)應(yīng)用的范圍，從理論的角度看來(lái)，應(yīng)用該庫(kù)的難度主要是將已有的機(jī)械方程的以適用于AMESim設(shè)計(jì)原則的內(nèi)在要求。該解可由將用喬丹原則和拉格朗日乘法相結(jié)合表示的動(dòng)力學(xué)方程用于Baumgarte的穩(wěn)定式而得出。同時(shí)研究了關(guān)于庫(kù)組件（剛體和運(yùn)動(dòng)副）的該方程的通用特性，這也是本文一個(gè)關(guān)鍵成果。本質(zhì)上，該方程包括與運(yùn)動(dòng)副相關(guān)的幾何約束矢量表達(dá)以及她們的開(kāi)發(fā)執(zhí)行。結(jié)果是為運(yùn)動(dòng)和加速度的限制建立適合庫(kù)中每個(gè)運(yùn)動(dòng)副的唯一表達(dá)。 該通用方程的特性使運(yùn)動(dòng)副約束的推導(dǎo)系統(tǒng)化。運(yùn)用所提出的方程，可以想象一個(gè)新的運(yùn)動(dòng)副向量約束并直接導(dǎo)出其相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。同時(shí)，在預(yù)定義的組件模型上下文中，已給公式使用輸入，輸出清楚地表明了不同數(shù)學(xué)模型的邊界，因此它同時(shí)可幫助定義在各模型中必須使用的輸出公式。同時(shí)，該公式提出了本質(zhì)上可以處理閉環(huán)結(jié)構(gòu)。 AMESim（用于高級(jí)建模的執(zhí)行仿真環(huán)境）被用于組件庫(kù)內(nèi)。組件，用技術(shù)圖標(biāo)的符號(hào)表達(dá)，完全可以像下面研究的系統(tǒng)一樣聯(lián)結(jié)。AMESim最初應(yīng)用于簡(jiǎn)單的一維運(yùn)動(dòng)的約束驅(qū)動(dòng)二維機(jī)械程序庫(kù)的發(fā)展。 第2節(jié)概述了一些多剛體表達(dá)和面向?qū)ο蟮墓ぞ撸约癆MESim的環(huán)境要求。這些要求就如何建立二維程序庫(kù)有些影響，第3節(jié)詳細(xì)說(shuō)明了建立庫(kù)組件的數(shù)學(xué)模型的理論發(fā)展。第4節(jié)總結(jié)了第一部分。 2. AMESim設(shè)計(jì)原則的約束 在簡(jiǎn)要概述了多剛體表達(dá)原則和一些面向?qū)ο蠊ぞ吆?，給出了AMESim的需求表達(dá)。 關(guān)于多剛體表達(dá)的現(xiàn)狀在文獻(xiàn)[23]中已給出。細(xì)節(jié)在此不再敷述，更深入的描述讀者可參照這本書(shū)。雖然已經(jīng)過(guò)去10年，某些工具已不在發(fā)展并且其他工具已經(jīng)發(fā)生了變化，但該書(shū)給出了關(guān)于可以用來(lái)作為多剛體表達(dá)的基礎(chǔ)的主要原則的一個(gè)好方法，同時(shí)它的綜述使庫(kù)的提出定位于這些表達(dá)。寫(xiě)出動(dòng)力學(xué)方程方法的有不同的方法，多剛體表達(dá)中用的最多的是適用于單個(gè)剛體的牛頓-歐拉方程。多組剛體的牛頓-歐拉方程，拉格朗日方程和凱恩方程[13，14]。動(dòng)力學(xué)方程中的變量不是絕對(duì)坐標(biāo)就是相對(duì)坐標(biāo)。同時(shí)使用補(bǔ)充方法減少微分代數(shù)方程的次數(shù)。主要的是坐標(biāo)分區(qū)法，投影矩陣法，Baumgarte穩(wěn)定式和懲罰方程[9]。前兩個(gè)方法的目的是在一套獨(dú)立的廣義坐標(biāo)下工作，而允許引入約束，加上微分方程，去處理Baumgarte穩(wěn)定式和通過(guò)引入額外的動(dòng)力學(xué)模型里處罰方程增加了微分系統(tǒng)的階數(shù)。 在AMESim所使用的面向?qū)ο蠊ぞ叩挠蛑?，多剛體表達(dá)采用不同的方法來(lái)建模。例如像AMESim一樣，在多學(xué)科關(guān)聯(lián)下基于易識(shí)別技術(shù)組件的Dymola[21]，它采用不同的方法建立數(shù)學(xué)模型。本質(zhì)上，每個(gè)組件模型由即不面向變量分配也不事先組織的方程組成。然后，在組件連接階段，所有的數(shù)學(xué)模型以一個(gè)隱含的形式聚集，編譯程序完成變量分配和公式一致化。因此，全面減少了整個(gè)模型的次數(shù)，許多約束被事先用符號(hào)表達(dá)排除了。同樣的，基于鍵合圖的工具（如20Sim[1]或MS1[18]）可以處理多學(xué)科關(guān)聯(lián)下的多剛體系統(tǒng)，（如[4。7]）。鍵合圖語(yǔ)言的基本特點(diǎn)是在不受因果支配的水平下描述能量拓?fù)涞哪芰Α＿@使所有的模型變量在全局內(nèi)分配，所有方程在全局內(nèi)組織，同時(shí)還能消除多余的多剛體依賴。 　通過(guò)展示AMESim的主要特點(diǎn)說(shuō)明平面機(jī)械程序庫(kù)如何實(shí)施的現(xiàn)在是重要的。它面向工程系統(tǒng)的功能和其用戶友好使AMESim可以與已確定技術(shù)組件一起運(yùn)行， 通過(guò)圖標(biāo)象征性地操縱。 在所研究工程的系統(tǒng)架構(gòu)下這些圖標(biāo)是相互關(guān)聯(lián)的。圖1顯示的的一個(gè)門(mén)鎖系統(tǒng)例子，使用在AMESim中對(duì)永久磁鐵建模， 圖標(biāo)屬于磁力庫(kù)、機(jī)械庫(kù)和信號(hào)圖，該例子給出了在一個(gè)回路中機(jī)械域和磁力域間的耦合作用。該回路由永久磁鐵反饋（右手電路），它按照另一無(wú)源電路（左手電路）運(yùn)動(dòng)。主要組成部分包括一個(gè)永久磁鐵（矩形羅盤(pán)針），3名磁路部分的特點(diǎn)是某些不愿意（正方形式的矩形對(duì)角線交叉與內(nèi)），兩個(gè)空氣間隙變量（垂直雙矩形），2個(gè)機(jī)械節(jié)點(diǎn)（雙方氣隙組成部分），一個(gè)信號(hào)位移轉(zhuǎn)換器的信號(hào)發(fā)生器（在該中心的右手邊電路），和一個(gè)組成部分的一套磁介質(zhì)特性（圓圈中的BH圖）。每個(gè)部件都有一個(gè)可以與之兼容的數(shù)學(xué)模型。模型一旦被選定，部件就保存這個(gè)數(shù)學(xué)模型。 與因果工具相反，AMESim使用組件模型所用的等式兼具優(yōu)先面向變量分配和組織。這項(xiàng)功能要求預(yù)定義的數(shù)學(xué)演算方案在一個(gè)新的模式下實(shí)施。同樣這個(gè)組件的數(shù)學(xué)模型必須有組織，以便納入其他潛在的組成部分。因此每個(gè)組件相關(guān)的數(shù)學(xué)模型都有一套固定的輸入和輸出變量。因此可以看成是一種因果模型。方面的組成部分可以交流這些變量的出路問(wèn)題的一個(gè)組成部分的變量，這個(gè)方程能夠使得這些變量的換算結(jié)果以這種方式從方程中輸出，這個(gè)方程使得這些變量以數(shù)學(xué)模型輸出，同時(shí)這個(gè)方程能夠使得這些變量的換算結(jié)果以這種方式從方程中輸入，這個(gè)方程使得這些變量以數(shù)學(xué)模型輸入。當(dāng)執(zhí)行新的組件時(shí)，這一因果特性的AMESim原理是主要的限制。這不同于其他的面向?qū)ο蟮墓ぞ?，基于因果關(guān)系的組件模型，就好象Dymola ，或以鍵合圖輸入的工具（如20-Sim或MS1）。 　　圖2 給出了一個(gè)例子，兩個(gè)組件的機(jī)械（一個(gè)平移的質(zhì)量）和液壓（雙路液壓泵）域。組件的連接部分顯示這些變量的相互交換，特別是輸出（'向外'箭頭）傳遞給連接部件的組件和來(lái)自這些連接組件的輸入（'進(jìn)入'箭頭）。這些連接部件是密切相關(guān)的電源接口，因?yàn)檫@兩個(gè)變量在電源變量中相互交換。 　　圖2例子說(shuō)明了兩個(gè)關(guān)鍵的特征程序庫(kù)定位模擬工具。第一個(gè)是域的端口概念。它說(shuō)明AMESim可以處理多學(xué)科系統(tǒng)。第二個(gè)特征是連接端口的限制。從一個(gè)組件的數(shù)學(xué)模型需要對(duì)其計(jì)算，然后計(jì)算出其狀態(tài)和產(chǎn)出，并非所有的組合都能連接起來(lái)。 例如，圖2的例子不能連接其他任何端口。不管怎樣大部分的組件都可以連接到一個(gè)彈簧組件或阻尼器組件。 　　庫(kù)的另一個(gè)重要特點(diǎn)是定位模擬工具模塊化概念。這種結(jié)果往往考慮到其連接端口的對(duì)稱(chēng)性。這種對(duì)稱(chēng)性還不能推廣到所有的AMESim組件中，在已通過(guò)的平面機(jī)械程序庫(kù)。當(dāng)這個(gè)程序庫(kù)的組件存在時(shí)，會(huì)出現(xiàn)明顯的結(jié)果。 在平面機(jī)械化的環(huán)境下程序庫(kù)不僅限于任何機(jī)械域的用途。還接受閉環(huán)結(jié)構(gòu)。盡管相對(duì)坐標(biāo)通常能制定動(dòng)力學(xué)方程，但AMESim原理只使用絕對(duì)坐標(biāo)。絕對(duì)坐標(biāo)中心的質(zhì)量已選定為每個(gè)主要部分。 然而，平面功能的機(jī)械庫(kù)并不需要任何特定變量的定位。因此絕對(duì)角位置也被選定為每個(gè)剛體。一旦再次使用，由于AMESim原理，當(dāng)這部分連接的時(shí)候，方程的組成部分不能在全域范圍內(nèi)重組，這樣就禁止使用協(xié)調(diào)分區(qū)方法或投影法在該指數(shù)下降的微分代數(shù)方程系統(tǒng)。由于這個(gè)原因，Baumgarte的穩(wěn)定性也被用在程序庫(kù)。 3.庫(kù)模型的理論發(fā)展 正如已經(jīng)解釋了前一節(jié)的庫(kù)必須是以確定技術(shù)部分組織的一樣。這已決定將平面機(jī)械程序庫(kù)的基礎(chǔ)是剛體和運(yùn)動(dòng)副部分。這部分組件與假定剛性材料項(xiàng)目的機(jī)械裝置連在一起。它的行為基本上是其動(dòng)力學(xué)狀態(tài)決定的。運(yùn)動(dòng)副部分是有關(guān)與抽象的項(xiàng)目一起，代表依附在機(jī)械裝置上的剛體。他們假設(shè)是理想的,他們的數(shù)學(xué)模型基于強(qiáng)加相關(guān)聯(lián)的剛體的約束。 3.1剛體部件數(shù)學(xué)模型 　　數(shù)學(xué)模型的主要部分是根據(jù)喬丹的原則制定（例如，[5，23]）: 　　　　　　A*=P* 其中A*是由質(zhì)量加速度產(chǎn)生的虛擬力, P*是由剛體動(dòng)作產(chǎn)生的虛擬力。 　　在庫(kù)原則中在廣義坐標(biāo)中沒(méi)有優(yōu)先權(quán)。 如對(duì)于平面運(yùn)動(dòng)，廣義坐標(biāo)中，是絕對(duì)的質(zhì)心坐標(biāo)投影到絕對(duì)參照系（坐標(biāo)）和絕對(duì)角位置（圖3）。 這一選擇可以處理使更多的一般情況下一個(gè)剛體的運(yùn)動(dòng)。如后面所示,剛體的限制將取決于運(yùn)動(dòng)副的制約。 附件2：外文原文(復(fù)印件) 6