1、本論文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.50775016)與國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(863計(jì)劃)( No.2006AA042101)的資助下，結(jié)合工程設(shè)計(jì)背景，對(duì)液壓系統(tǒng)創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)理論與方法進(jìn)行了深入研究。將液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為特征狀態(tài)空間的路徑規(guī)劃問(wèn)題，并由此建立了液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的能量特征狀態(tài)空間模型。
　　 本文首先建立液壓系統(tǒng)的能量特征狀態(tài)表述。提取液壓能與機(jī)械能的若干屬性特征以能量特征狀態(tài)矢量的形式對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的能

2、量信息進(jìn)行定性表述。依據(jù)系統(tǒng)主機(jī)所需完成的機(jī)械動(dòng)作將總系統(tǒng)分解為若干個(gè)實(shí)現(xiàn)單一動(dòng)作的子系統(tǒng)，并將每個(gè)單動(dòng)作子系統(tǒng)的工作過(guò)程簡(jiǎn)化表述為一系列輸入輸出能量特征狀態(tài)矢量的線(xiàn)性變換過(guò)程。
　　 將泵、缸/馬達(dá)、壓力、流量控制閥等能量調(diào)控元件的物理結(jié)構(gòu)與使用方式相結(jié)合，定義兩類(lèi)基本變換單元作為單動(dòng)作子系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)階段的最小功能選擇單元。并以功能分析為基礎(chǔ)構(gòu)建基本變換單元的能量特征狀態(tài)變換方程，由此獲得能量特征狀態(tài)變換矩陣作為基本變換單元的

3、定性功能表達(dá)。歸納總結(jié)常用基本變換單元并分別給出其各自對(duì)應(yīng)的能量特征狀態(tài)變換矩陣，為單動(dòng)作子系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)提供單元庫(kù)。
　　 由所有能量特征狀態(tài)矢量的全體構(gòu)建能量特征狀態(tài)空間，通過(guò)建立基本變換單元、子系統(tǒng)與空間元素的映射關(guān)系獲得單動(dòng)作子系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的空間求解模式。并據(jù)此構(gòu)建單動(dòng)作予系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)模型，利用初始與需求的液壓能特征狀態(tài)矢量建立單動(dòng)作子系統(tǒng)的能量特征狀態(tài)變換方程，獲取該方程的系數(shù)矩陣來(lái)描述子系統(tǒng)的功能特征。進(jìn)而通過(guò)子系統(tǒng)級(jí)

4、矩陣的分解及其與基本變換單元矩陣的匹配實(shí)現(xiàn)單動(dòng)作子系統(tǒng)方案的自動(dòng)綜合求解。
　　 對(duì)換向閥的通斷邏輯控制功能作進(jìn)一步的抽象與提取，定義基本組合單元為子回路組合方案設(shè)計(jì)階段的最小功能選擇單元。并以連通狀態(tài)圖、連通狀態(tài)矩陣的形式對(duì)基本組合單元的功能知識(shí)進(jìn)行定性表達(dá)。歸納整理2至5通基本組合單元的全部獨(dú)立結(jié)構(gòu)形式，并分別給出其各自對(duì)應(yīng)的連通狀態(tài)圖與連通狀態(tài)矩陣表達(dá)，為子回路組合方案設(shè)計(jì)提供單元庫(kù)。
　　 建立基于圖匹配的子回路

5、組合方案設(shè)計(jì)模型。將各單動(dòng)作子系統(tǒng)方案抽象為表述其內(nèi)部元件連通關(guān)系的子系統(tǒng)有向連通狀態(tài)圖，并由整個(gè)工作周期內(nèi)所有子系統(tǒng)有向連通狀態(tài)圖的疊加組合形成系統(tǒng)有向連通狀態(tài)圖。經(jīng)由一系列化簡(jiǎn)、分解操作后，將系統(tǒng)連通狀態(tài)圖(或其分解子圖)按工況時(shí)序依次展開(kāi)，使每一時(shí)序展開(kāi)圖唯一描述該時(shí)序下系統(tǒng)內(nèi)一組元件間的通斷關(guān)系。最終通過(guò)時(shí)序展開(kāi)圖與基本組合單元連通狀態(tài)圖的匹配來(lái)獲得相應(yīng)基本組合單元并由此構(gòu)成換向閥，完成子回路組合方案設(shè)計(jì)。
　　 最后將