基于AMESim的动压缸电液伺服压力控制系统参数辨识

根据轨道路基测试装置液压原理图,建立了动压缸电液伺服压力系统传递函数和AMESim模型,并将该系统传函拆分为伺服阀系统、动压缸负载和流量非线性三部分。介绍了所采用的辨识模型和辨识算法,设计了基于该系统AMESim模型的参数辨识方案,获得了伺服阀系统和动压缸负载开环传递函数辨识参数。最后通过对比仿真,验证了该辨识方法的有效性。     

高铁轨道动力测试激振装置液压系统设计与仿真

现有高铁轨道动力测试系统激振装置采用的阀控缸或泵控马达液压激振方式,很难同时满足高振动频率、高激振力和高振幅的要求。针对这些问题,提出一种双环面液压缸,并设计了相应的电液伺服激振系统。根据试验系统参数,建立液压系统的数学模型。运用MATLAB/Simulink对系统进行理论分析和数字仿真,利用PID Tuner工具调整PID控制器参数。结果表明,所设计的液压激振系统满足设计要求。     

电液激振控制的新方法

传统的阀控液压缸或液压马达构成电液激振器的方案,其频宽在很大程度上受到伺服阀动态响应性能的限制.为提高工作频率至一较高水平,提出了2D电液伺服阀.这种2D伺服阀的阀芯的连续旋转运动使阀开口面积交替变化.而阀芯的直线滑动控制阀开口面积的最大值;2D伺服阀的工作频率正比于阀芯的旋转速度,同时阀芯处于液压油很好的润滑环境中,因而很容易通过提高阀芯的旋转速度来提高激振频率.在支架弹性负载的情况下对激振器进行了实验研究,同时测量液压缸活塞的激振输出波形.实验结果表明:激振输出波形近似为一正弦波;但由于弹性负载的方向变化,激振波形的上升和下降斜率存在不一致性;随着2D伺服阀轴向开口的减小,激振波形逐渐趋于一致.2D伺服阀控电液激振器是大幅度提高液压振动的激振频率的新途径.     

阀控非对称液压缸往返运动动态特性对比分析

伺服阀控制非对称液压缸往返运动时的动态速度特性有很大差别.笔者分别推导了阀控非对称液压缸正反两方向运动时的传递函数,得到了两种情况时阀控缸系统的速度增益,液压相对阻尼比、固有频率与负载刚度等之间的关系,并进行了对比分析.对阀控非对称液压缸的设计、仿真及控制具有积极的指导意义.     

液压激振打桩系统动态特性研究

由于偏心式液压振动打桩机存在结构复杂、参振质量大以及能源利用低的缺点,将液压激振技术应用于振动打桩中以解决上述问题。通过了解与分析现有液压激振器的结构、性能等特点,进行了新型液压激振器的总体结构设计;推导液压激振打桩系统运动过程的数学模型,并在AMESim平台中建立了液压激振打桩系统的仿真模型,研究了不同参数如泵排量、频率、管路长度等参数对液压激振打桩系统动态性能的影响。设计液压激振打桩系统的实验模型,采用理论模拟与实验相结合的办法,对比不同频率下实验位移曲线与仿真位移曲线,得出了与仿真结果大致相同的结论,而且也验证了液压激振打桩系统模型的正确性。     

轨道路基动力响应液压激振系统仿真

为了研究轨道路基动力响应,对所建立的可模拟列车荷载的液压激振系统进行了AMESim建模与仿真。对所设计的动、静压腔液压激振系统分别进行建模与仿真,验证各自的可行性;然后封装所有模型构建整个液压激振系统模型,并对其进行仿真。结果表明,所设计的液压激振系统能满足设计指标要求。     

单活塞杆液压缸动态性能参数影响因素的研究

以设计的单活塞杆液压缸为研究对象,建立了液压缸的数学模型,分析得到液压缸的动态性能参数固有频率和阻尼比与液压缸的等效质量、负载容积、活塞面积和液压介质的弹性模量等因素有关。研究了活塞杆伸出过程中,液压缸固有频率和阻尼比动态性能参数值的变化,对阀控缸系统和容积式调速回路系统的数学建模和分析有重要的参考价值。     

电液伺服激振系统设计与仿真

介绍了模拟结晶器的计算机测控系统硬件组成，设计了相应的液压伺服激振系统，对液压缸和伺服阀等关键尤件进行了计算与选型，根据试验系统参数建立液压系统的数学模型，并通过运用Matlab对系统进行了理论分析与数字仿真，选择适当的PID控制参数，使系统振动频率在5Hz以上，能较好地模拟工业结晶器控制工况。     

船舶转叶式液压舵机系统建模与仿真分析

针对转叶式液压舵机系统,采用AMESim软件和Simulink软件联合仿真策略,分别建立转叶式舵机液压系统模型和舵叶水动力模型。仿真结果表明:所建立的联合仿真模型输出舵角能够较好地跟随给定舵角信号变化,满足舵角跟随的快速性和准确性要求;伺服阀开关动作会使转叶油缸的流量和压力产生脉动和震荡。     

电液伺服Stewart平台激振系统仿真研究

对电液伺服Stewart平台用于低频、重载工况下的空间多自由度振动激励进行了仿真研究.设计了伺服液压缸,构建了液压Stewart平台的CAD模型.由平台单通道电液位置伺服系统的数学模型建立了其仿真模型,根据选定的系统参数,确定了控制策略,对其响应特性进行了分析.在Simulink环境下构建了Stewart平台激振系统的整体仿真模型,对激振系统进行了单自由度加载和多自由度加载两种工况下的仿真试验,对激励波形复现精度进行了分析.     

基于AMESim的液压位置控制系统动态特性研究

利用AMESim的批处理功能,分别设置前置放大器增益、伺服阀频率和阻尼比、液压缸死区油量及溢流阀的有无,对某位置控制系统的动态跟踪误差和稳态误差进行定性分析。结果表明:AMESim能很好地模拟闭环控制系统的动态特性,选择合适的参数,才能保证整个系统性能良好。     

液压缸驱动平面转动机构的等效负载折算方法研究

针对液压缸驱动平面转动机构的等效负载折算问题,利用等效力矩法推导得到等效质量和等效黏性阻尼系数计算公式,并利用AMESim仿真平台对液压缸驱动平面转动机构进行建模和仿真,通过比较等效后系统液压固有频率和阻尼比理论计算结果与等效前机构液压固有频率和阻尼比仿真结果,证明了理论分析得到的等效质量和等效黏性阻尼系数计算公式是合理的。所提出的等效负载折算方法,同样适用于采用气缸或电动缸驱动的平面转动机构。     

刹车系统中射流管式电液压力伺服阀的AMESim仿真与试验研究

利用AMESim软件搭建了射流管式电液压力伺服阀的数学模型,得到在刹车腔接和不接刹车盘时的压力特性曲线,并通过实验验证了仿真模型的有效性。在控制容腔很小时压力伺服阀阀芯运动具有高频振动的特点。同时得出刹车过程中压力特性曲线在起跳处和回落处压力变化的特点,它与刹车盘容腔体积、弹簧刚度和预紧力有关。     

低压透平电液调节系统的建模及仿真研究

以某种低压透平电液调节系统为例,分析其多级放大结构的耦合特点,以及应用伺服随动反馈控制先导级滑阀阀口和主滑阀阀口开度变化的机制,建立该系统的数学模型,并采用MATLAB/Simulink对其进行仿真。搭建低压透平电液调节系统试验台,试验结果表明:利用该模型获得的试验结果与仿真结果吻合性较好,验证了该数学模型的正确性和可行性;适当减小主阀芯弹簧刚度以及油缸有效面积,可在不影响稳态输出精度条件下,明显提升低压大流量系统的动态响应速度;减小先导阀弹簧刚度,可在响应速度不变的条件下,减小对控制油压的响应时间,使静态输出特性曲线零位死区减小;给出了能提高系统动态响应速度的优化参数取值。研究成果可为低压大流量伺服控制系统的设计及优化提供参考。     

基于AMESim的压力控制阀仿真分析及应用

将伺服控制理论与液阻网络理论相结合,介绍一种具备目标曲线控制功能的压力控制阀。该压力控制阀特点是可以实现系统的压力与时间特性曲线控制。通过AMESim建模仿真,分析了该阀的关键参数对性能影响。实验结果表明:仿真模型准确,通过调整关键阻尼参数可以实现系统目标曲线控制。     

起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统研究

目前,起重机普遍使用的传统抗流量饱和负载敏感液压系统存在响应速度慢、速度精度差、能耗大的缺点。为克服这些缺点,建立以电子压力补偿原理为基础的起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统。对起重机典型负载原理进行分析,提出一种以手柄开度信号为阈值的多模式控制策略。建立传统抗流量饱和负载敏感液压系统AMESim仿真模型,并通过试验验证了仿真模型的正确性。建立起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统AMESim仿真模型。仿真结果表明:与传统抗流量饱和负载敏感系统相比,双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统在变幅油缸单动作微动模式下使用主阀和小流量伺服阀速度精度更高,速度跟踪误差分别降低26.2%和56.5%,卷扬马达单动作微动模式下使用主阀和小流量伺服阀速度跟踪误差分别降低46.1%和69.8%。     

基于非对称缸的液压齿轮齿条转向器模拟测试实验台设计与研究

针对齿轮齿条转向器测试系统为对象,建立非对称缸的液压齿轮齿条转向器测试系统AMESim仿真模型,分析对称阀控非对称缸的速度特性。开发了基于Simulink/XPC Target模块环境下的实时在线监测控制系统。搭建了非对称缸的液压齿轮齿条转向器模拟测试实验台,实验结果证明,实物仿真结果和AMESim仿真结果有较好的一致性。     

轴对称矢量喷管液压伺服系统设计与仿真研究

针对轴对称矢量喷管的功能要求,设计一种基于模糊PID 控制的轴对称矢量喷管液压伺服系统。运用 AMESim 和 MATLAB/Simulink 对该系统进行建模与联合仿真,并与常规 PID 控制进行比较,分析系统的响应特点,验证电液伺服阀冗余备份功能和故障回中功能的可行性。仿真结果表明：所设计的轴对称矢量喷管液压伺服系统具有良好的工作性能,而加入模糊 PID 控制的系统具有更好的稳态特性、动态特性和更强的鲁棒性,同时验证了电液伺服阀冗余备份功能和故障回中功能是切实可行的。     

基于自抗扰控制的直驱电液伺服系统仿真研究

针对直驱式电液伺服系统中存在的非线性特性和外部扰动导致系统流量供给不平衡问题,基于自抗扰控制理论,提出一种基于三阶线性自抗扰控制的液压缸位置控制方法,实现直驱式电液伺服系统电机转速与液压缸位置的闭环控制。同时针对传统系统建模不精确导致控制效果差的问题,在理论分析的基础上,结合电液伺服系统的性能和实际工况,基于AMESim建立直驱式伺服液压系统仿真模型。通过建立AMESim和Simulink的联合仿真模型,验证控制器的有效性。结果表明：该控制策略可以有效消除由于流量供给不平衡导致的液压缸在换向运动时出现位移波动,液压缸位移的平均绝对百分比误差为4.4%,较好地实现位置跟踪。在外负载扰动的情况下,系统具有较强的抗干扰能力,从而保证系统的稳定性。