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[机械类] 基于SIMULINK和功率键合图的液压控制系统的非线性仿真模型的建立

  • 简介:1前言 液压控制系统的建模与仿真一直是液压行业不断研究的重点方向之一,因为它是研究液压控制系统动态特性常用的方法。最常用的方法是先建立表示液压控制系统动态特性的微分方程组数学模型,然后用户自行编程来求解系统的微分方程组,以实现仿真。但是...
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目录 摘要
1 前言
2 电液比例阀控缸液压系统的原理
3 系统的功率键合图与数学模型
4 基于Simulink的系统的仿真模型
5 结论
参考文献 参考资料 参考文献
[1] 卢长耿,李金良. 液压控制系统的分析与设计[M]. 煤炭工业出版社,1991.2
[2] 陆元章. 液压系统的建模与分析[M]. 上海交通大学出版社,1989.12
[3] 陈桂明,张明照等. 应用MATLAB建模与仿真[M]. 科学出版社,2001
[4] 吴百海,肖体兵等. 深海采矿装置的自动升沉补偿系统的模拟研究.机械工程学报,2003,39(7):128~133
[5] Wu baihai, long jianjun, et al. research on electro-hydraulic servo for reference frame of stable depth submersed in sea.ISFP’2003,2003.4:68~71
简单介绍 摘要:本文以对称电液比例方向阀控制不对称缸的液压控制系统为例,介绍利用功率键合图理论和Simulink软件包来建立液压控制系统非线性仿真模型的方法;并通过仿真结果和实验结果的对比验证了该方法的可行性。
关键词:液压控制系统;非线性;建模
1前言
液压控制系统的建模与仿真一直是液压行业不断研究的重点方向之一,因为它是研究液压控制系统动态特性常用的方法。最常用的方法是先建立表示液压控制系统动态特性的微分方程组数学模型,然后用户自行编程来求解系统的微分方程组,以实现仿真。但是,采用这种方法,建立的系统仿真模型不直观,物理意义不强,需要花费大量时间来编程实现数据的输入、输出和仿真结果的显示及处理等;并且为了处理方便,往往将液压系统中常见的一些非线性因素进行线性化或忽略,影响了仿真结果的准确性。
功率键合图法从功率的角度出发来建立系统的数学模型,系统的功率键合图模型反映了系统中功率的流向及模块的输入输出间的因果关系。Simulink为用户提供了用方框图进行建模、仿真和分析的图形接口,具有直观、方便、灵活的优点,支持线性和非线性、连续与离散系统以及它们的混合系统。本文以对称电液比例方向阀控制不对称油缸的位置伺服系统为例来介绍如何利用功率键合图和Simulink对液压控制系统进行建模和仿真,最后通过实验与仿真的对比来验证这种方法的可行性。
2电液比例阀控缸液压系统的原理
图1为一个由对称电液比例方向阀控制不对称油缸的液压位置伺服系统的工作原理图。系统的功能就是让油缸能带着负载在重力方向上按一定规律上下运动,实现预定的运动轨迹,如简谐运动。因此,这是一个典型的液压位置伺服控制系统。系统主要由定量泵1、溢流阀2、电液比例方向阀3、油缸4、光栅位移传感器5及工控机等组成。其工作原理如下:在某个时刻,工控机通过光栅位移传感器5读入油缸活塞杆的当前的位置,然后与此刻期望的油缸活塞杆位置进行比较,得到一个位移偏差值。工控机里的控制器根据这
个偏差值和一定控制策略得到一个输入给电液比例方向阀3的控制电压。
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