2015年, 第0卷, 第12期　刊出日期：2015-12-15

  

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  新型轴流导叶可调液力变矩器设计与分析

  马文星, 王文博, 刘春宝

  液压与气动. 2015, 0(12): 1-6. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.001

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  采用“两圆弧+直线”的设计方法设计了有效直径370 mm的新型轴流导叶可调液力变矩器循环圆；运用等倾角射影法设计了新型轴流导叶可调液力变矩器各叶轮叶片的叶形，并给出了其总体结构。为了实现导轮叶片的转动，设计了导叶调节机构和导轮内外环结构，阐述了实现导轮叶片转动的过程，并定义了导叶开度的变化范围。运用CFD方法对所设计的新型轴流导叶可调液力变矩器进行数值模拟计算，获得了其原始特性，并对其特性进行了分析。由分析可知，通过调节导叶开度的变化能够实现轴流导叶可调液力变矩器能容的连续可控。由于其连续可控的能容特性，在与发动机共同工作时能够实现动态匹配，进而提高整机性能。
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  煤油介质轴向柱塞泵设计的关键技术

  姜继海, 张清润, 闫伟鹏

  液压与气动. 2015, 0(12): 7-11. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.002

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  轴向柱塞泵结构组成复杂，是技术含量较高的液压元件，其工作涉及到固体场、流场和热场等多场耦合问题，以煤油为工作介质的轴向柱塞泵更是增加了设计难度。根据煤油介质黏度低、易泄漏的特点，从柱塞泵的结构形式、运动分析、轴尾密封和摩擦副材料四个方面入手，研究了煤油介质轴向柱塞泵设计的关键技术，为煤油泵的研发奠定了基础，同时可为其他低黏度介质柱塞泵的设计提供参考。
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  基于小波包分解与DAGSVM的柱塞泵故障诊断

  蔡伟, 黄坤阳, 戴民强, 杨志勇

  液压与气动. 2015, 0(12): 12-17. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.003

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  针对柱塞泵检测诊断中故障特征模糊、成因复杂、难以准确定位的问题，结合决策树与支持向量机提出一种基于小波包分解与DAGSVM的柱塞泵故障诊断方法。该方法预先对所用CSVM和RBF核函数的参数进行优化，而后采用db5小波包对泵体振动信号进行三层分解以提取特征向量，将特征向量输入支持向量机完成其训练及模式识别过程。同时设计了柱塞泵故障诊断的一体化装置，通过模拟不同故障，利用已知故障样本完成支持向量机的训练过程，进而对待测样本进行故障模式识别。诊断结果与样本已知状态相符，验证了该方法的准确性。
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  基于ReliefF算法和相关度计算结合的故障特征降维方法及其应用

  姜万录, 王友荣, 王振威, 朱勇

  液压与气动. 2015, 0(12): 18-24. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.004

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  在对旋转机械进行故障诊断时，通常要从时域、频域或时频域提取故障特征参数，组成原始的故障特征向量，然而在众多的故障特征当中并不是每个特征对于故障分类都是敏感且有效的。为此，本研究提出了基于ReliefF算法和相关度计算结合的故障特征降维方法。采用ReliefF加权特征选择算法对原始各特征的分类能力进行评价，选择出分类能力较强的特征；再通过特征相关度算法剔除其中分类能力相近的冗余特征，将剩余的分类能力较强的特征组成最终的降维特征向量用于故障分类和诊断，实现原始特征的降维。通过液压泵和滚动轴承的故障诊断实验，并与传统的主元分析(PCA)方法对比，结果表明该方法能够用较少的降维后的信号特征获得更高的故障正确识别率。
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  液压混合动力工程车辆能量控制策略

  曹万仓, 林慕义, 王连新, 李竹芳

  液压与气动. 2015, 0(12): 25-30. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.005

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  为解决液压混合动力工程车辆制动系统的能量控制问题，引进了制动系统转矩分配系数，基于模糊控制原理，以制动强度、再生蓄能器初始SOC、车速作为输入信息，以再生制动力与电液制动力的分配比例为输出信息，设计了液压混合动力车辆制动能量模糊控制策略。运用MATLAB/Simulink进行仿真,分析了该控制策略在制动模式下的再生制动转矩和电液制动转矩分配的实时变化情况，并与同条件下不用该控制策略进行了对比分析，证明了该控制策略在确保制动安全性的前提下可以高效的提高能量回收效率。
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  功率回收式液压泵可靠性试验台的研制

  李德龙, 王晓云, 赵存然, 李艳杰, 王静波, 姜继海

  液压与气动. 2015, 0(12): 31-34. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.006

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  基于目前最为流行的液压泵加速寿命试验和冲击试验，针对现有功率回收式液压泵试验台的特点及存在的问题，设计了一种多台液压泵可同时进行试验的机械补偿功率回收式液压泵可靠性试验台，提供了新的液压泵试验台设计理念，对相关工作具有一定的指导意义。
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  混合流动式磁流变阀压降性能试验分析

  胡国良, 廖明科

  液压与气动. 2015, 0(12): 35-38. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.007

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  针对目前磁流变阀结构形式单一且体积大的不足，设计了一种结构紧凑的混合流动式磁流变阀，该磁流变阀阻尼间隙液流通道由轴向圆环流动和径向圆盘流动共同组成。介绍了混合流动式磁流变阀结构及工作原理；同时建立了其压降数学模型。在搭建的磁流变阀测试试验台上对其压降性能进行测试，具体分析了加载电流及模拟外加负载对所设计的磁流变阀进出口压差的影响。
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  灰色预测模糊PID控制在调节阀智能定位系统中的应用

  于薇, 董全林

  液压与气动. 2015, 0(12): 39-44. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.008

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  针对气动调节阀系统大惯性、纯滞后和时变性的特点，建立了调节阀执行机构的二阶加纯滞后模型，在此基础上设计了基于灰色预测模糊PID算法的复合控制器。PID模块作为该复合算法的基础，用来减小系统偏差，提升动态性能；模糊控制模块对系统偏差及其变化率进行模糊处理，输出值作为PID参数的调整量，实现在线调整控制参数，克服时变性对系统的影响；灰色预测模块对系统输出数据序列进行提取并预测未来发展趋势以进行系统的“超前控制”，进一步解决气动系统滞后和稳态性能差的问题。基于灰色预测模糊PID算法的复合控制器将灰色预测模型、模糊控制和比例微积分算法相结合，可实现阀门位置的高精度调节与智能控制。仿真结果表明，灰色预测模糊PID控制算法相比常规PID以及模糊PID具有更快的响应速度、更高的调节精度以及更好的稳态性能。
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  剪切阀式磁流变减震器磁路分析与仿真

  田静, 倪卫国, 祝世兴

  液压与气动. 2015, 0(12): 45-48. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.009

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  针对剪切阀式磁流变减震器，设计出了不同的磁路结构，其中磁路分级和电流方向是影响减震器磁场利用率、阻尼出力和调节范围的重要因素。为了得到这两个因素对减震器的综合影响结果，设计了几种不同的剪切阀式磁流变减震器模型，对其进行了磁路分析，比较了以上两个因素对磁场利用率的影响，并通过ANSYS软件仿真，验证了理论分析结论，得到了在相同加载电流和尺寸条件下基于磁场利用率的最优结构。通过进一步建模分析，得到了基于不同阻尼出力和结构尺寸综合指标下的最优磁路方案。
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  自动变速器主油压调节用数字比例溢流阀特性研究

  鲍永, 杨树军, 丁健, 周友香, 吴培, 赵坤

  液压与气动. 2015, 0(12): 49-53. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.010

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  开发了以高速开关阀为先导的自动变速器主油压调节用数字比例溢流阀，开展了其仿真分析和试验研究。针对数字比例溢流阀结构特点及工作原理提出建模假设条件，建立了该阀的数学模型。搭建了数字比例溢流阀试验平台,开展了该阀静态特性、对阶跃信号和占空比连续变化信号的响应试验研究。仿真分析与试验研究对比结果表明，仿真模型能够反映实际系统特性，所提出的假设条件合理；数字比例溢流阀的阶跃响应过程随阻尼孔直径和主阀弹簧预压缩量的减小，系统最低压力随之降低，压力响应时间变长；参数适当的数字比例溢流阀控制压力能随控制信号占空比近似线性变化，满足自动变速器主油压调节要求。
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  FAST液压促动器仿真分析与试验研究

  高原, 王启明, 薛建兴, 朱明

  液压与气动. 2015, 0(12): 54-58. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.011

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  根据FAST望远镜对主动反射面变形驱动的要求，介绍了一种液压驱动方案并给出不同工况的实现方法。建立了液压促动器的AMESim仿真模型，研究了跟踪与随动工况下的运动特性。通过搭建的试验样机及测试平台，对跟踪与随动工况进行了试验验证。对比可知，该液压促动器方案设计合理，两种方法的性能一致性较好，满足相应指标要求。同时结果表明仿真可为样机开发提供可靠设计参数，提前预知多项动态性能。
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  基于CFD的飞机客舱热舒适性和污染物浓度分布的数值模拟

  林家泉, 梁小贝

  液压与气动. 2015, 0(12): 59-63. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.012

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  应用CFD方法建立了Boeing 737头等客舱内环境和飞机管道的三维模型，对客舱内流场进行仿真分析，模拟分析了在不同送风速度时的温度场、速度场、污染物NO2的浓度场。以客舱内的空气分布特性指标(Air Diffusion Performance Index,ADPI)作为热舒适评价依据，以客舱内NO2的浓度反映客舱的空气质量,采集所需要的数据，通过Gaussian拟合曲线法，作出ADPI、客舱内NO2浓度与送风口速度的函数关系，再建立一个综合评价热舒适性和NO2浓度分布的目标函数，最后求出目标函数取最大值时候的送风速度，这个速度可以为实际桥载空调控制中送风速度的选取提供参考。
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  多输出齿轮泵供油条件下双定子马达的输出特性

  高俊峰, 闻佳, 刘巧燕, 吕世君, 姜凤, 闻德生

  液压与气动. 2015, 0(12): 64-67. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.013

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  以四输出齿轮泵和双作用双定子多速液压马达为基础建立传动系统，理论上探讨该传动中马达输出转速和转矩的多样性，根据泵可输出4种流量及马达多输入的特点，泵与马达在普通连接方式下，可以输出26种不同转速及8种转矩；在差动连接方式下，可输出14种不同转速和4种转矩。进一步扩展探讨了m输出泵与n作用双定子多速马达构成的传动系统中马达的转速及转矩，并初步总结出该类传动的输出规律：普通连接方式下可以实现m（2n+n2）种转速和2n+n2种转矩，差动连接方式下可以实现mn2种转速和n2种转矩。
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  基于PAM和MRD的新型六维宽频隔振系统及其特性

  韩秀英, 栗海仙

  液压与气动. 2015, 0(12): 68-72. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.014

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  提出了一种刚度阻尼解耦，且可调并能大幅降低支撑频率的基于PAM（气动肌肉）和MRD（磁流变阻尼器）的六维宽频隔振系统，推导了由弹性、阻尼作用空间到支撑平台笛卡尔六维空间的雅可比矩阵，获得了系统的惯性、刚度及阻尼矩阵，在此基础上，建立了系统振动方程，分析了系统的解耦特性、支撑频率的可降特性以及宽频隔振原理，讨论了弹性阻尼元件的参数计算方法。该成果可为车载/舰载/机载精密设备的六维宽频隔振提供理论参考。
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  基于CFD技术的特高压断路器液压缸缓冲特性研究

  李景, 巫世晶, 周璐, 李小勇

  液压与气动. 2015, 0(12): 73-77. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.015

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  为了研究特高压断路器液压缸的缓冲特性，采用CFD动网格技术对流场形态进行数值模拟，得到流场的压力和速度分布图以及压力数值曲线，结果表明流场的缓冲特性主要受过流面积和柱塞运动速度的影响。在此基础上，采用变参分析法研究油液的黏度、体积弹性模量及密度对缓冲特性的影响，得到油液的不同属性值下的压力曲线，通过对比发现，在缓冲过程前期，不同属性值的油液，其压力基本相同；柱塞进入节流孔后，黏度或密度较大的油液，其压力也较大；油液的体积弹性模量越大，则其峰值压力也越大且对应的柱塞位移越小。
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  ADAMS/View环境下的涡旋压缩机动态仿真设计

  邱海飞

  液压与气动. 2015, 0(12): 78-82. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.016

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  针对某型涡旋压缩机，在ADAMS/View环境下建立了虚拟样机仿真模型。通过ANSYS平台生成模态中性文件（MNF文件），实现了曲轴、动涡盘及十字滑环的柔性化设计，创建了涡旋压缩机的刚柔耦合模型。在柔性体动力学仿真基础上，分析了涡旋齿的啮合规律，明确了曲轴与十字滑环的运动状态，并计算出了主轴系统在启动阶段更为精确的速度、加速度变化规律，指出：主轴启动0.3 s后，涡旋压缩机趋于稳定运行。动态仿真结果为涡旋压缩机的技术进步提供了重要参考和依据。
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  基于ANSYS的直流电磁铁温度场仿真分析

  王春民, 沙超, 孙磊, 曾维亮

  液压与气动. 2015, 0(12): 83-86. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.017

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  基于ANSYS有限元软件对电磁铁温度场进行了稳态及瞬态仿真，仿真中考虑了热载荷和边界条件随时间的变化，仿真得到了线圈温度随时间的变化规律以及电磁铁其他部分的温度场分布。对电磁铁线圈进行了发热试验，试验结果表明本研究建立的电磁铁温度场仿真模型能够准确的计算出线圈温度随时间的变化规律。
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  插秧机液压升降及水平摆动系统的建模与仿真

  陈远玲, 吴龙, 叶才福, 李挺璇, 杨青松, 魏威

  液压与气动. 2015, 0(12): 87-90. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.018

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  基于UG建立了水稻插秧机插植台液压升降和水平调整装置的三维模型，并导入动力学仿真软件ADAMS中进行动力学分析，得到不同传动方案液压缸的负载变化规律；然后将动态负载导入到AMESim中建立的液压系统仿真模型，研究插植台姿态调整过程中液压传动系统的动态特性。仿真结果表明：液压缸所受负载随插植台位置的变化呈非线性变化，在升降和摆动的极限位置处出现峰值；升降系统采用方案一、水平调整系统采用方案二时，液压缸的工作压力较小，速度稳定较好，且换向冲击小。研究结果可为插秧机液压系统的设计提供理论依据。
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  全限流型插装式平衡阀建模与仿真分析

  曾毅, 刘学慧, 高亚东, 何刘宇, 付曙光

  液压与气动. 2015, 0(12): 91-95. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.019

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  分析了全限流型插装式平衡阀的工作机理，建立了平衡阀数学模型和仿真模型，根据实际测绘得到的结构尺寸对仿真模型参数进行了设置。搭建平衡阀特性实验回路，通过仿真与实验结果对比，验证了仿真模型的准确性。并以此仿真模型为基础，分析了O形圈摩擦力对平衡阀特性的影响。结果表明O形圈提高了平衡阀稳定性，其静摩擦力影响平衡阀启闭压力，而动摩擦力影响滞环。
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  溢流式高速缓冲气缸动力学建模与性能分析

  黄崇溪, 杜群贵, 张日红

  液压与气动. 2015, 0(12): 96-101. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.020

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  针对具有内置溢流阀的溢流式高速缓冲气缸建立了非线性动力学模型，并运用Simulink软件建立仿真模型进行数值计算，得到气缸在缩回运动过程中的位移、速度以及各腔室压力的仿真数值解。为了验证仿真模型的正确性，搭建了高速气缸缓冲性能测试平台，对气缸在运动过程中的相关动态参数进行试验测试，通过试验数据与仿真结果的对比分析来对仿真模型进行验证。最后通过仿真分析了内置溢流阀的阀芯质量和预紧弹簧刚度对气缸缓冲性能的影响，结果表明，不同的溢流阀阀芯质量和预紧弹簧刚度都对气缸缓冲性能有较大的影响，为进一步研制更高性能的高速气缸缓冲结构提供了重要依据。
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  基于ARM的PT泵试验台燃油计量系统设计

  高立龙, 张茜萍, 李毓辉, 董翔宇

  液压与气动. 2015, 0(12): 102-104. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.021

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  针对PT泵喷油器高冲击、非连续微小流量的精确检测与计量困难这一问题，设计了基于ARM的PT喷油器燃油计量系统，利用ARM的数据采集、电平输出控制，油脉冲变截面衰减与稳压、累积计量、光电液面监测等技术，实现了定容高冲击、非连续微小流量的光电检测。
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  基于AMESim的自装卸运输车吊装机构同步液压系统仿真研究

  司癸卯, 徐欣, 侯国强, 张启龙, 张铁匠

  液压与气动. 2015, 0(12): 105-110. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.022

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  以自装卸运输车吊装机构同步液压系统为研究对象，运用AMESim软件构建了系统的仿真模型。通过AMESim仿真分析，对有PID控制和无PID控制两种控制方案进行对比。仿真分析结果证明，PID控制减少了同步位移误差，起到良好的同步控制效果，能够更好地满足设计需要。
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  伺服系统故障与伺服阀的性能相关性及故障处理

  陈祖希, 仇立波

  液压与气动. 2015, 0(12): 111-116. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.023

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  伺服阀是伺服控制系统的核心精密控制元件，其性能直接影响伺服系统的性能,因此伺服系统的常见故障往往与伺服阀存在紧密关系。本研究对引起的伺服系统故障的伺服阀相关特性进行分析，重点分析故障产生的原因与伺服阀性能的相关性，并提出故障的处理措施。
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  大型工程机械车辆液压回转运动分析与研究

  孔德美， 李涛，东权

  液压与气动. 2015, 0(12): 117-120. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.024

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  大型工程机械车辆在启停、换向等回转运动过程中，会产生液压冲击，严重影响了车辆的平稳性，操作者的舒适性和安全感，同时缩短了车辆的使用寿命。通过分析大型工程机械车辆液压回转速度不易控制、停止动作冲击大、停转不平稳的问题，根据实际作业工况及车辆自身特点，对液压回转系统原理进行了改进，并通过测试，回转系统的性能得到了提升。
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  挤压机DFEn节能系统

  康向东, 徐振超, KRUSS Steffen, 张冀南

  液压与气动. 2015, 0(12): 121-124. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.12.025

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  产业升级和节能减排是当下企业在全球化竞争中的关键。针对挤压机的设备和工艺特点，提高设备可靠性，利用智能的液电混合技术 ，降低能耗和提升产品质量，是达到推动整个挤压机产业升级和技术进步的一个目标，DFEn智能变转速+变排量系统，根据设备需要的压力,流量及功率，系统会自动根据模型输出系统的最佳转速和排量，实现电机驱动的扭矩最佳，同时高精度的满足设备的功能需求。