上传用户：ojlhwlhlij资料价格：5财富值&&『』文档下载 ：『』&&『』学位专业：&关 键 词 ：&&&&&&&权力声明：若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请点击。摘要:（摘要内容经过系统自动伪原创处理以避免复制，下载原文正常，内容请直接查看目录。）本论文以跨座式单轨交通单轨牵引车驱动体系为研讨对象，针对原有牵引车现实运转存在的成绩，对牵引车液压驱动体系停止了从新设计和剖析。并对驱动参数的最好婚配、变量泵电液比例掌握、与动员机功率婚配相干的DA掌握技巧、压力割断阀等方面停止了周全的研讨剖析。本文依据牵引车现实运转的任务情况，提出了合适于单轨交通体系的牵引车整体计划。在剖析和盘算了牵引车在各工况下所受的重要载荷的基本上，综合其工况特色，选用液压传动方法。然后对液压体系重要参数停止盘算和优化，设计了合适单轨牵引车的驱动体系和液压体系道理图；应用AMEsim软件对变量泵电液比例掌握体系停止了数学建模，获得了比例阀的阻尼比和体系开环传递函数。经由过程Simulink软件对体系的频率特征剖析，验证了体系知足稳固性和疾速性的请求；论文对动员机与液压体系婚配成绩停止了研讨，采取DA掌握技巧主动完成其功率婚配成绩。经由过程AMEsim的建模拟真剖析，获得了DA一阀的掌握盲区，提出了引入了具有微调感化的比例溢流阀填补其缺点，采取二次分段拟合函数作为比例溢流阀的掌握旌旗灯号。仿真成果注解DA一阀可以或许很好地主动掌握变量泵排量，调理牵引车行驶速度使之与动员机的可用功率相婚配，避免动员机过载熄火；同时针对变量泵液压体系在加快等工况发生的岑岭值压力使得高压溢流阀频仍开启招致体系功率丧失而发生热量，对具有压力调理功效的压力割断阀停止了研讨，并对其停止动态态特征剖析。经由过程AMEsim的建模和仿真，注解该阀能很好地下降体系压力上升变更率，削减因溢流阀运作而发生的能量丧失，具有辽阔的成长远景。今朝国际对跨坐式单轨牵引车的研讨异常少，而国外的同类产物价钱高，焦点技巧被掌握。所以从单轨交通运转保护及国产化的成长、成长具有自立常识产权的单轨牵引车来看，本课题的研讨结果将具有必定意义。同时，在本文中所提到的一些研讨办法和结论将对往后单轨牵引车等相似产物的研制和开辟供给实际参考。Abstract:In monorail monorail transit across the the tractor drive system as the research object, according to the original tractor practical operation problems and of tractor hydraulic driving system stopped from the new design and analysis. And the driving parameters of the best matching, variable pump, electro-hydraulic proportional master, and mobilization power machine mating coherent Da skills, pressure cut off valve to stop the comprehensive research and analysis. The task based on the tractor reality operation, put forward the overall plan of tractor suitable for monorail transit system. On the basis of analyzing and calculating the important loads of the tractor under each working condition, the characteristics of the working condition and the method of the hydraulic drive. Then the important parameters of the hydraulic system to stop calculation and optimization, design a suitable monorail tractor drive system and hydraulic syst using AMESim software of variable pump electro-hydraulic proportional control system mathematical modeling, proportional valve damping ratio and system open-loop transfer function is obtained. By Simulink software on the system frequency characteristic analysis, verify the system satisfy stabili the mobilization of machine and hydraulic system matching performance is studied take Da skills and take the initiative to complete the power matching results. Through the process of AMESim modeling really analysis, Da valve master blind area, and puts forward the introduced has fine effect proportional relief valve to fill the shortcomings, take piecewise quadratic fitting function as the proportional relief valve control signal. Simulation results of annotation Da valve can may well seize the initiative, the displacement of the variable pump, conditioning the tractor speed and mobilization of available power matching, to avoid overload engine f at the same time for variable pump system in accelerating condition of Cen Ling pressure value makes the high pressure relief valve frequent opening lead to the loss of power and heat, with pressure conditioning effect of pressure cut off valve is studied, and the stop dynamic characteristics analysis. Through the process of modeling and simulation AMEsim, notes that the valve can be very good to reduce the pressure of the system to increase the rate of change, cut due to the operation of the relief valve and the loss of energy, with a vast growth prospects. Current international on straddle type monorail traction vehicle research is unusually low, and foreign similar product prices high, skill focus is mastered. So from the monorail traffic running protection and domestic growth, growth with independent intellectual property rights of the monorail tractor, this topic research results will have certain significance. At the same time, mentioned in this paper some research methods and conclusions will be back on a single track traction vehicles and other similar products research and development provide a theoretical reference.目录:摘要3-4ABSTRACT4-51 绪论9-15&&&&1.1 课题研究的背景和意义9-12&&&&&&&&1.1.1 课题研究的背景9-12&&&&1.2 研究的目的和意义12&&&&1.3 本课题研究的内容12-13&&&&1.4 本章小结13-152 单轨牵引车总体方案设计15-21&&&&2.1 牵引车关键技术及主要特点15&&&&2.2 牵引车工作环境概述及其技术参数15-17&&&&&&&&2.2.1 概述15-16&&&&&&&&2.2.2 牵引车主要技术要求16-17&&&&2.3 牵引车设备组成17-20&&&&&&&&2.3.1 车体17-18&&&&&&&&2.3.2 走行部18&&&&&&&&2.3.3 发动机18&&&&&&&&2.3.4 传动装置18-19&&&&&&&&2.3.5 制动系统19&&&&&&&&2.3.6 司机台19-20&&&&&&&&2.3.7 附属设备20&&&&2.4 本章小结20-213 牵引车工况分析和计算21-29&&&&3.1 牵引车主要载荷分析21-22&&&&&&&&3.1.1 垂直载荷21&&&&&&&&3.1.2 制动载荷21-22&&&&&&&&3.1.3 纵向力22&&&&3.2 整体阻力计算22-27&&&&&&&&3.2.1 起动阻力23&&&&&&&&3.2.2 滚动阻力23-24&&&&&&&&3.2.3 坡度阻力24&&&&&&&&3.2.4 空气阻力24&&&&&&&&3.2.5 加速阻力24-25&&&&&&&&3.2.6 转弯阻力25-27&&&&3.3 本章小结27-294 牵引车驱动系统方案设计29-41&&&&4.1 驱动系统的方案选择29-31&&&&&&&&4.1.1 静液压传动方式的优点29-30&&&&&&&&4.1.2 传动装置方式的选取30-31&&&&4.2 液压系统的计算31-37&&&&&&&&4.2.1 液压系统的主要参数计算32-34&&&&&&&&4.2.2 液压管路的初步计算34-36&&&&&&&&4.2.3 冷却器功率36-37&&&&4.3 液压系统原理图设计37-40&&&&&&&&4.3.1 液压系统工作原理37&&&&&&&&4.3.2 液压系统的停车制动和驻车制动37-38&&&&&&&&4.3.3 应急液压系统的设计38-40&&&&4.4 本章小结40-415 基于 AMEsim/Matlab 变量泵电液比例控制建模及仿真分析41-53&&&&5.1 变量泵阀控系统的原理42-43&&&&5.2 对比例阀的 AMEsim 的 HCD 库建模43-45&&&&&&&&5.2.1 AMEsim 软件的介绍和应用43-45&&&&&&&&5.2.2 比例阀的 AMEsim 建模45&&&&5.3 电液比例控制系统的数学模型45-49&&&&5.4 电液比例控制系统的性能分析49-51&&&&&&&&5.4.1 控制系统的性能基本要求49&&&&&&&&5.4.2 基于 Simulink 系统频率特性仿真分析49-51&&&&5.5 本章小结51-536 具有比例溢流阀的 DA 控制技术在功率匹配中的研究53-65&&&&6.1 DA 控制技术原理分析53-56&&&&&&&&6.1.1 DA-阀的理论分析54-56&&&&6.2 基于 AMEsim/Simulink 的建模仿真分析56-60&&&&&&&&6.2.1 对 DA 控制影响因素的仿真分析57-60&&&&6.3 基于最小二乘法的 DA 控制技术的优化设计60-63&&&&&&&&6.3.1 DA-阀的控制盲区及优化方法60-61&&&&&&&&6.3.2 比例溢流阀控制信号的设计61-63&&&&6.4 联合仿真分析63&&&&6.5 仿真分析结论63-64&&&&6.6 本章小结64-657 基于 AMEsim 的牵引车液压系统压力切断阀的研究65-73&&&&7.1 压力切断阀的理论分析66-70&&&&7.2 基于 AMEsim 压力切断阀的特性分析70-72&&&&7.3 本章小结72-738 结论与展望73-77&&&&8.1 总结73-75&&&&&&&&8.1.1 论文完成的工作及结论73-74&&&&&&&&8.1.2 论文创新点74&&&&&&&&8.1.3 论文中的不足74-75&&&&8.2 后续展望75-77致谢77-79参考文献79-83附录83&&&&A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录83分享到：相关文献|基于AMESim的特种叉车多负荷传感系统故障仿真研究
10:21:59& 来源：&
　　摘 要：针对液压双缸同步系统在偏载情况下同步性能较差的问题进行了研究，提出引入负荷传感技术调节系统压 力的方法 ，使得系统流量不受负载变化影响，从而达到双缸同步。
阐述了负荷传感液压双缸同步系统的组成及工作原理，建立了负载敏感泵、多路阀及整个系统的 AMESim 模型，并验证了模型的正确性。
对模型的仿真分析表明：单个油缸动作时，系统流量不受负载变化影响，油缸速度保持恒定;双缸同步动作时，两回路流量不受偏载影响，当输入信号相同时，双缸 保持同步。
　　0 引言
　　随着液压技术在工程领域中的应用日益扩大，大型设备负载能力增加或因布局的关系需要多个执行元件同时驱动一个工作部件时，
同步运动就显得尤为突出。同其它同步方式相比,液压同步驱动具有结构简单、组成方便、 易于实现自动控制和适宜大功率的场合等优点。
但是由于液压系统的泄漏、执行元件等存在的非线性摩擦阻力、控制元件间的性能差异、各执行元件间负载的差异、系统各组成部分的制造误差、油液的可压缩性等 因素的影响，将造成多执行机构的同步误差，如果不能有效地加以控制并克服这种同步误差， 系统将不能正常工作[1]。
　　而在用单泵(或一组泵)驱动多个动作的液压同步系统中，有两个问题需要解决：一是在单个动作系统工作时，当负载变化时相应动作系统的速度要保持 恒定;二是多个动作系统的同步问题， 即各动作系统的流量分配比例要保持恒定[2]。 负荷传感液压控制技术是一种比较理想的解决上述问题的方案。
　　1 负荷传感系统工作原理
　　负荷传感控制系统是将节流调速和容积调速相结合的容积节流调速液压控制系统， 具有节流调速和容积调速的所有优点。
负荷传感控制技术主要利用负载敏感和压力补偿技术，可用单泵(或一组泵)驱动多个工作系统，通过流量控制阀，使流量按照需求比例分配到各工作系统，且各动 作间相互独立，互不干扰。
　　由图1 的原理图可知， 负荷传感液压同步控制系统主要由负载敏感泵、压力补偿阀、电液比例流量控制阀、梭阀及液压缸组成。
　　1.1负载敏感泵工作原理
　　负载敏感泵工作原理如图2 所示。
　　pL为负载需要的压力， 通过流量控制阀 5 的流量QL为负载需要的流量。 敏感阀的阀芯位移会引起泵斜盘倾角的改变，
斜盘倾角的改变又引起流量和压力的变化，压力、流量、阀的位移的变化相互作用，构成一个负反馈过程。 当它们达到平衡时，泵就会在稳定状态下工作。
通过分别调节 LS 阀、压力补偿阀的弹簧预压缩量和流量控制阀，可以得到需要的流量和压力。 泵的工作状态可分为下面四个部分。
　　(1)待机状态。
　　负载停止工作时，阀 5 关闭，系统处于待机状态。泵出口的压力油经过 LS
阀和压力补偿阀进入变量缸敏感腔，推动变量活塞减小斜盘倾角，使得泵的流量减小到最小值，泵出口压力降至与 LS 阀调整弹簧弹力相等。
由于斜盘倾角不完全为零，变量泵将产生一定的小流量，用于补偿泵自身的内泄漏。 待机时系统处于低压小流量状态。
　　(2)流量自适应状态。
　　当负载需求流量增大，阀 5 开度增大时，泵输出流量小于负载所需流量，流过阀 5 的压差 &Dp=ps-pL减小，LS
阀右腔负载压力和调整弹簧弹力之和大于左腔压力，LS 阀的阀芯左移， 变量缸敏感腔油液经过 LS
阀流入油箱，斜盘倾角增大，泵排量增大，压差增大，直到和LS 阀弹簧弹力达到新的平衡。 当负载需求流量减小时，阀5 开度变小，则正好相反。 LS
阀处于平衡状态时，阀5 两端压降 &Dp=ps-pL恒定， 等于 LS 阀调整弹簧弹力，从而系统输出流量恒定[3]。
　　(3)压力自适应状态。
　　当负载压力发生变化，比如负载压力增加，而流量控制阀 5 的阀口开度保持不变，此时 LS 阀左移，泵排量增大，出口压力增大，推动 LS
阀芯右移，经过快速的动态振荡后达到平衡， 泵出口压力等于负载压力和弹簧调整压力之和。 反之，当负载压力减小时，则正好相反。
因此泵出口压力随着负载压力的变化而变化，其压力差始终保持不变。
　　(4)保压或过载状态。
　　系统处于保压或过载状态时， 系统中的油液不再流动(除内泄漏)，此时有ps=pL，LS 阀处于右位，当ps逐渐增大到恒压阀设定压力时，恒压阀右移，油液进入变量泵敏感腔， 使泵的排量减小到仅能维持系统自身内泄漏，此时系统处于高压小流量状态。
　　1.2双缸同步控制负荷传感系统原理
　　双缸同步控制系统要求两个同步液压缸分别独立可控， 而负载敏感泵只是实现了单执行机构中变量泵和负载的匹配，
所以需要利用压力补偿技术在负载敏感泵的基础上加入两个带电液比例流量控制阀的压力补偿阀来实现两同步液压缸的独立可控，如图1
所示。负荷传感系统原理如图3 所示，当控制阀开启，泵开始供油时， 最大负载压力通过 LS 管路传递到LS 调节器一端，LS
调节作用使得泵出口压力和负载压力的压差始终保持在一个设定值&Dp=ps-pL不变。
　　因为液压泵的出口压力取决于最大负载压力，所以如果没有压力补偿阀，
负荷传感控制将只能在高压回路起作用，在可控节流口不变时，低压回路上的流量将随高压回路负载的变化而变化， 从而引起各执行器之间的不协调。
压力补偿阀能很好地解决这个问题，它能使各个回路都实现压力补偿， 从而使每一节流口压差等于压力补偿阀的弹簧设定值[4]。
　　当一个液压缸单独工作时，负载压力作用在 LS 调节器一端，泵出口压力作用在 LS 调节器另一端，通过LS 调节器的补偿作用，
保证泵出口压力和负载压力保持在设定值(如 1.5MPa)。 油液流过可控节流口形成压差作用于压力补偿阀两端， 通过设定压力补偿阀弹簧预压缩量，
使得可控节流口压差为设定值 (设为0.9MPa)，只要可变节流口面积不变 ，流量就不再受负载变化影响而保持恒定， 液压缸的运动速度就保持不变。
泵出口压力和可控节流口入口压力之间的 0.6MPa的压差，则以压力损失的方式消耗在压力补偿阀口上。当两个液压缸同时工作时，
两负载压力中最大值将通过梭阀作用于LS 调节器右端，通过调节器的补偿作用，泵出口压力将为最大负载压力和LS 调解压力之和。
　　假设液压缸I 的负载压力p1=21MPa，液压缸 II 的负载压力p2=16MPa， 两负载压力经过梭阀比较后将液压缸 I
的负载压力送到LS 口，即有 pLS=p1=21MPa，则pp=22.5MPa，pp和 p2作用在压力补偿阀 II 的两端，
此时，若压力补偿阀Ⅱ全开， 不起节流作用，
则压差值达到&Dp2=22.5-16=6.5MPa，大大超过了压力补偿阀Ⅱ的弹簧预紧力(0.9MPa)，这时，阀芯将被推向阀口减小方向，减小阀口面 积，使得压力补偿阀Ⅱ上的压差增大，最终达到平衡，这时，&Dp2=0.9MPa，从而可知，压力补偿阀Ⅱ上因节流消耗掉的压力是
5.6MPa。这说明，无论液压缸Ⅰ和Ⅱ的负载压力如何变化， 压力补偿阀都可通过改变阀口开度来改变阀口上消耗的能量，
最终使得可变节流口Ⅰ、Ⅱ上的压力降相同。
根据液压阀流量公式可知，在此系统中，通过两可变节流口的流量只与它们的节流孔面积有关，且Q1/Q2=A1/A2，说明
，只要控制各执行机构的可变节流口的面积一经调定， 各动作间的流量比例关系便不再受外界干扰而保持不变， 从而保证各个动作精确地同步。
　　2 负荷传感系统的AMESim 建模
　　AMESim 是法国 IMAGINE 公司 1995 年推出的基于键合图的液压/机械系统建模、 仿真及动力学分析软件。 AMESim
采用类似功率键合图法的方法建模，采用图形方式来描述系统中各元件的相互关系,能够反映元件间的负载效应及系统中功率流动情况,元件间均可反向传递数据 [5]。
　　2.1负载敏感泵模型
　　图4 负载敏感泵的AMESim 模型[6]。
　　参考力士乐A10V 变量泵，设定模型参数。 设定负载敏感阀弹簧压力为2MPa，负载压力为3MPa。 给节流阀一个方波信号，
模拟负载流量需求增大和减小两个过程， 得到泵输出流量响应曲线如图5 所示。
由图可知，泵的正阶跃响应时间约为50ms，负阶跃响应时间约为40ms，与力士乐样本中的响应时间基本一致。 说明AMESim 模型基本正确。
　　2.2多路阀模型
　　图6 为单片多路阀的AMESim 模型。 多路阀包括压力补偿阀及比例流量控制阀。
　　给多路阀0～10V 的电压信号，运行仿真模型，得到多路阀 P-A 口的流量特性曲线，如图7 所示，仿真曲线与厂家提供的实验流量特性曲线基本一致， 说明仿真模型建立的比较准确。 由图8 可知，AMESim 模型压力补偿阀两端压差始终保持恒定，模型准确。
　　2.3双缸同步控制负荷传感系统模型
　　负载敏感泵及其多路阀的 AMESim 模型建立后，其它的液压元件均可在 AMESim 的液压元件库中找到相应的模型。 将负载敏感泵及多路阀模型&压缩-打包&成直观简易的图标， 连接这些元件组成负荷传感双缸同步控制系统模型，如图9 所示。
　　3 负荷传感同步系统仿真研究
　　3.1单个液压缸动作时系统仿真研究
　　只给一个多路阀片电信号， 使得只有单个液压缸动作。 给定电信号如图10 所示，液压缸活塞杆受力如图11 所示， 设定仿真采样时间为
12s， 采样时间为0.001s。 运行仿真模型，得到单个液压缸动作时的压力、流量变化曲线如图12 所示：图中曲线 1
为泵出口压力pp变化曲线;曲线2 为泵的LS 口感应压力 pLS;曲线3为 pp和pLS的压力差;曲线4 为泵出口流量变化曲线。
　　由曲线2 可知，从开始到 12s 时，压力 pLS一直随着外负载的变化而变化， 在12.1s
左右，pLS突然降为0MPa，但此时外负载为 40kN，这是由于电信号下降到了3.5V 左右，这时进入了阀的死区，阀芯基本关闭，中位时多路阀LS
口与油箱接通，故pLS降为 0MPa。
　　由曲线3 可知， 系统运行过程中泵出口压力 pp与外负载压力pLS之间的压力差一直稳定在1.4MPa 左右，在 12.1s
时，由于阀芯的突然关闭，造成了压差有一个较大的波动。由曲线4 可以看出泵出口流量一直跟随着电信号的变化而变化，没有受到负载压力变化的影响。
　　3.2双缸同步动作时系统仿真研究
　　假设泵流量充足，同时给两片多路阀不同的信号[7]， 如图13 所示 ;在两液压缸上也施加不同的负载力，如图14 所示;运行仿真模型，得到双缸同步动作时系统的压力变化曲线 (见图15) 和流量变化曲线(见图16)。
　　图13、14、16 中曲线 1、2 分别为回路1、2 的特性曲线，图 15 中曲线 1 为泵出口压力，曲线 2、3 分别为回路1、2 压力， 曲线 4 为泵出口压力与外负载最高压力的压差曲线。
　　由图15 可知，泵出口的压力与两回路中的最高压力之差恒定在 1.4MPa 左右。
　　由图16 可以看出，两回路流量与两回路中流量阀的输入电信号成正比， 而两回路的负载变化不影响对方的流量。
　　4 结束语
　　将负荷传感技术应用于液压同步控制系统， 不仅解决了偏载情况下的双缸同步问题， 而且提高了整个系统的效率，达到了节能的目的。 同时不受负载变化影响的稳定输出流量使液压缸速度稳定， 减少了负载突变对液压缸的冲击，提高了系统的可靠性。
　　参 考 文 献
　　[1] 苏东海，等.液压同步控制系统及其应用[J].沈阳工业大学学报，).
　　[2] 李经源，等.模糊控制在同步运动中的应用[J].液压气动与密封,2006(2).
　　[3] 兰箭 ，等.负荷传感系统工作原理及分析[J].矿山机械 ，2007(10).
　　[4] 刘江丽.旋挖钻机钻桅垂直度控制系统的研究[D].中南大学，2007.
　　[5] 王炎，等.负载敏感泵的动态特性分析与仿真研究[J].现代制造工程，2008(12).
　　[6] 苏东海,孙占文.AMESim 仿真技术在电液位置同步系统中的应用[J].液压气动与密封,2007(6).
　　[7] 李长春 ， 等 . 电液伺服系统的同步控制研究 [J]. 兵工学报 ，).
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该用户从未签到
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15:56 上传
这应该是液压元件库中的恒压泵模型吧，所给的参数中怎么没有恒压泵设定的恒压值呢，图中最后几个参数什么意思呢。
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15:59 上传
这是液压元件库中变排量泵的模型，在做液压系统仿真时，想做恒功率变量泵模型，有方法用这个已给的变排量泵实现恒功率吗？还是只能用HCD去构建？
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该用户从未签到
1.可以认为是恒压泵，通过min函数来构造两个相交直线的较小值来便是P，Q的变化规律。
2.可以功过函数来设定。
该用户从未签到
hsy100 发表于
1.可以认为是恒压泵，通过min函数来构造两个相交直线的较小值来便是P，Q的变化规律。
2.可以功过函数来设定 ...
谢谢这位大哥，我做了一下，发现了几个问题
1.恒压泵有个参数time constant for displacement change这个参数怎么取合适，怎么理解。我构造了恒压泵到缸最简单的模型，给变外负载信号发现仿真后压力图波动震荡什么引起的，怎么消除呢？改变阻尼系数，泄露都消除不掉，是本身恒压泵模型引起的吗。
2.恒功率通过函数设定好方法，不过具体不知道怎么实现，能解释详细点吗，我的QQ：.
恳请大虾指点
该用户从未签到
mycoolcn 发表于
谢谢这位大哥，我做了一下，发现了几个问题
1.恒压泵有个参数time constant for displacement change这个 ...
1、没弄过恒压泵，不知道你第一个问题是什么回事；
2、我觉得有两种方法可以构建恒功率泵，a、使用横压泵模型，输入双曲线函数，使泵输出压力和流量的乘积恒定；b、使用一般变量泵模型、压力传感器模型。流量传感器模型以及信号库里的模型，也是可以很简单的构建恒功率泵。
鄙人认为，只要多想想，用AMESim能完成大部分的液压元件建模的。
该用户从未签到
嗯，条条大路通罗马
该用户从未签到
mycoolcn 发表于
谢谢这位大哥，我做了一下，发现了几个问题
1.恒压泵有个参数time constant for displacement change这个 ...
time constant for displacement change 这个参数应该是恒压泵的响应时间，即从最大排量降到排量为零的时间。
非常感谢！&
该用户从未签到
hsy100 发表于
1.可以认为是恒压泵，通过min函数来构造两个相交直线的较小值来便是P，Q的变化规律。
2.可以功过函数来设定 ...
请问有没有用AMEsim做过负载敏感泵的仿真模型
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