比例阀及其工作回路CAD的研究与开发

　　随着工业生产和科学技术的发展,液压系统越来越广泛地应用在各类机械设备上,作为液压系统重要控制部分的比例阀也得到了广泛的应用。比例阀是介于普通液压阀和电液伺服阀之间的一种液压阀,通过接收电信号的指令,连续地控制液压系统的压力、流量等参数,使之与输入电信号成比例地变化。可用于开环系统中实现随液压参数的遥控,也可以作为信号转换与放大元件用于闭环控制系统[1]。

　　20世纪80年代初,比例阀的计算机辅助设计软件在国外开始出现,用于对比例阀选择并计算工作参数,通过人机界面提示输入数据信息,对不合理参数予以报警;并通过帮助文件告诉用户如何建立、保存和打印CAD文件。由于使用了面向对象的可视化编程,此软件用户界面友好,条理清晰,便于学习和使用。这些CAD系统都在某个方面有自己独特的优势,但他们的一个共同点是,在设计中只能处理数值型数据,包括计算、分析和绘图。然而在比例阀回路设计中存在着另一类符号推理工作,如方案的构思和拟定、最佳方案的选择、结构设计和评价等,这些工作依赖于一定的知识模型,需采用符号推理方法才能圆满解决。国内有关比例阀及其回路的CAD研究还不多见,大多只局限于某一具体参数或某一具体的系统,没有一个综合而全面的方案。笔者对此进行了研究,完成了比例阀及其回路的CAD软件开发工作。

　　1 比例阀及其工作回路CAD软件支持及其构成

　　比例阀及其工作回路的CAD系统以中文Windows XP为操作平台,以Autodesk公司的Auto-CAD2004和MathWorks公司的Matlab6.5为支撑软件,用Visual Basic 6.0面向对象编程思想开发而成。软件使用了建立在微软的Component Object Model(COM组件对象模型)技术框架基础上的Ac-tiveX自动化技术,其宗旨是在Windows系统的统一管理下协调不同的应用程序,使之相互沟通、相互控制,以实现对AutoCAD和Matlab的控制。用户既可体会到VB简单易用的界面功能,又可享受到AutoCAD强大的绘图功能和Matlab强大的科学计算功能。程序不仅可根据比例阀的不同功用对其进行选择,对工作参数进行计算,对不合理参数予以报警,还可生成比例阀回路,并能够对典型比例阀控制回路进行动态特性分析。基于上述思想,比例阀及其回路CAD软件由3个主模块(比例阀选择计算模块、回路输入输出模块、动态分析模块)和4个辅助模块(界面模块、输入模块、参数校验模块、输出模块)组成,主模块用来实现比例阀类型的选择计算,回路的自动生成和动态特性分析,辅助模块则用来实现参数校验和人机交互等功能,上述3个主模块和4个辅助功能模块采用面向对象的软件开发技术进行封装,这样不仅在程序设计上结构清晰,而且便于修改调试和功能扩充。比例阀及其回路CAD软件的主框架如图1所示。