基于AMESim的液壓位置伺服系統(tǒng)仿真

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com第4期(總第173期)機(jī)械工程與自動化NO．42012年8月MECHANICALENGlNEERING&AUT0MATI()NAug．文章編號：1672—6413(2012)04·0062—03基于AMESim的液壓位置伺服系統(tǒng)仿真劉麗霞，武建新(內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)機(jī)械學(xué)院．內(nèi)蒙古呼和浩特010051)摘要：介紹了AMESim軟件及其特點，并應(yīng)用該軟件對四通道靜力協(xié)調(diào)加載系統(tǒng)中的一個通道即液壓位置伺服系統(tǒng)進(jìn)行了模型搭建、參數(shù)選擇和仿真分析。該系統(tǒng)是一個典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中包括比例放大和反饋

2、。結(jié)果表明，應(yīng)用AMESim軟件能較好地解決液壓系統(tǒng)動態(tài)仿真問題。關(guān)鍵詞：AMESim；仿真；液壓伺服系統(tǒng)中圖分類號：TM921．541；TP391．9文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A0引言執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實際輸出位移和給定的期望位移之間只要四通道靜力協(xié)調(diào)加載系統(tǒng)是產(chǎn)品安全性能試驗的存在偏差，系統(tǒng)就會自動調(diào)整輸出位移，直至二者之間平臺，其用于試驗件的靜力加載，可完成軸壓、彎曲、壓的偏差為零。彎剪、拉彎剪試驗。而AMESim軟件作為多領(lǐng)域仿真集成平臺，首先能夠在元件設(shè)計時將摩擦、環(huán)境溫度、氣體特性、油液等許多非常難以建模的因素考慮在內(nèi)，進(jìn)行組件和系統(tǒng)

3、的功能性能仿真及優(yōu)化；其次也可以仿真包括控制器在環(huán)的閉環(huán)系統(tǒng)；此外還可以與其他優(yōu)秀軟件接口進(jìn)行協(xié)同仿真和優(yōu)化，使產(chǎn)品設(shè)計充分滿足實際應(yīng)用環(huán)境的要求，成為設(shè)計液壓系統(tǒng)或元件的必要手段。本文采用AMESim軟件，通過對加載試驗臺液壓位置伺服系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)仿真研究，來了解試驗臺液壓系統(tǒng)活塞的運(yùn)行速度、動作時間及活塞的行程等參數(shù)以及各元件間的相互影響和作用，從而進(jìn)一步完善現(xiàn)有技術(shù)。圖1草圖模式下捂建的j臣壓位置伺服系統(tǒng)1基于AMESim的液壓位置控制系統(tǒng)仿真圖1中，由左邊的分段線性信號源來給出期望位1．1建立仿真模型移信號。有了系統(tǒng)模

4、型之后，點擊submodelmode進(jìn)首先進(jìn)入AMESim的草圖模式(Sketchmode)，入子模型模式，在此模式中需要根據(jù)實際情況為各元在此模式下為系統(tǒng)搭建仿真模型，見圖1。該系統(tǒng)主件分配一個適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型也就是子模型。首先可以要包括三位四通液壓伺服閥、位移傳感器、液壓缸、溢利用首選子模型(Premiersubmode1)功能讓AMESim流閥、定量泵、放大器和信號源等。該系統(tǒng)是一個典型自動選擇最簡單的模型，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其工作原理如下：首先執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸本系統(tǒng)中只需再將連接液壓缸與伺服閥的管道設(shè)

5、置為出位移通過位移傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘枺缓蟠诵盘柵c給可壓縮加摩擦的管道模型HL01(compressibility+定的位移信號進(jìn)行對比，得到閉環(huán)控制的誤差信號，此frictionhydraulicline)，以及將連接伺服閥進(jìn)油口P差值經(jīng)放大器進(jìn)行比例放大后就可驅(qū)動液壓伺服閥動與液壓節(jié)點的管道設(shè)置為簡單可壓縮的管道模型作，來開啟或關(guān)閉對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓油供應(yīng)和選擇供HL000(simplecompressibilityhydraulicline)即可。油方向，以實現(xiàn)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)位移大小及方向的目的。選擇好子模型之后就得到如圖2

6、所示伺服系統(tǒng)，然后收稿日期：2012—03‘03；修回日期t201204—11作者簡介：劉麗霞(1987一)，女，內(nèi)蒙古巴彥淖爾烏拉特前旗人，在讀碩士研究生，主要研究方向為四通道液壓伺服靜力加載系統(tǒng)。學(xué)兔兔www.xuetutu.com2012年第4期劉麗霞。等：基于AMESim的液壓位置伺服系統(tǒng)仿真·63·點擊Parametermode進(jìn)入?yún)?shù)模式，并設(shè)置仿真模型快；但增益過大時，仿真后的跟隨曲線會出現(xiàn)較大的超中各元件的參數(shù)值。調(diào)量，這表明系統(tǒng)振蕩強(qiáng)烈也就是系統(tǒng)的穩(wěn)定性很差。因此，考慮到實際應(yīng)用中通常希望系統(tǒng)的響應(yīng)既有充分

7、的快速性又有足夠的穩(wěn)定性，我們需要通過精度等具體要求來選擇最優(yōu)增益值。=500／k=-1000：／k=200：k．．‘*一零?茸，＼丘=i00＼Jf／r_鬟．．×／．xO圖2分配子模型后的液壓位置伺服系統(tǒng)tls圖3活塞桿位移曲線1．2設(shè)置參數(shù)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定如下：液壓缸活塞直徑~25inIn，活塞桿直徑012m；質(zhì)量塊質(zhì)量100kg；發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速l500r／min；電液伺服閥的阻尼率2，固有頻率50Hz，●額定電流40mA；泵轉(zhuǎn)速1500r／min，排量100mL／r；＼分段線性信號源設(shè)置為0．1。其他參數(shù)均使用默認(rèn)值。在AMES

8、im中，采用一個二階振蕩系統(tǒng)來表示三位四通液壓伺服閥閥芯的動態(tài)特性。通過自動控制理論可知，若閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是由二階系統(tǒng)來tls表示的，那么調(diào)整二階系統(tǒng)前置放大器的放大倍數(shù)將圖4活塞桿速度曲線對該控制系統(tǒng)的動態(tài)性能產(chǎn)生較大的影響。在圖2接下來，設(shè)置增益七為500，仿真運(yùn)行時間為5S，