基于AMEsim-Simulink联合仿真的风帆液压控制

针对风帆驱动控制系统提出了差动缸液压控制方案,利用AMEsim软件建立液压系统仿真模型,再结合Simulink软件在控制系统设计方面的优势,对风帆驱动系统进行联合仿真研究。通过联合仿真比对了常规阀控非对称缸与本文作者提出的差动缸控制系统,验证了本文作者提出的差动缸控制风帆系统的优越性。分析了某一定常力负载下的阶跃动态响应及风帆所受实际变化负载力状态下的跟踪角度曲线,仿真表明该控制方案对风帆驱动控制的有效性和可靠性,可为风帆助航船风帆控制提供技术支持。     

风洞模型支撑装置驱动油缸位置和速度的精确控制研究

搭建了模拟风洞迎角机构的杆支撑机构电液伺服系统。采用速度前馈和位置反馈复合控制策略,推导了速度前馈计算模型,通过合理设计速度位移曲线,实现了速度前馈控制和位置反馈控制的无扰切换。利用AMESim/Motion联合仿真技术,创建了杆支撑机构电液伺服系统的机、电、液仿真模型。理论推导、仿真研究与试验结果相互印证,证实了速度前馈和位置反馈复合控制策略的有效性,可以实现油缸位置和速度的同时精确控制。     

风洞模型支撑装置驱动油缸位置和速度的精确控制研究

搭建了模拟风洞迎角机构的杆支撑机构电液伺服系统。采用速度前馈和位置反馈复合控制策略,推导了速度前馈计算模型,通过合理设计速度位移曲线,实现了速度前馈控制和位置反馈控制的无扰切换。利用AMESim/Motion联合仿真技术,创建了杆支撑机构电液伺服系统的机、电、液仿真模型。理论推导、仿真研究与试验结果相互印证,证实了速度前馈和位置反馈复合控制策略的有效性,可以实现油缸位置和速度的同时精确控制。     

泵阀复合驱动执行器速度/位置控制方法

针对液压升船机、多自由度试验平台、长行程单出杆液压缸控制系统高性能和高效能的要求,结合阀控回路的高性能和泵控回路的高效能特点,采用阀控开式回路和泵控闭式回路并联驱动新回路。该回路兼顾效能和性能,但侧重于保持性能。为提高新回路运行过程中的平稳性及带负载的控制精度等性能,提出带有负载补偿量的速度/位置复合控制策略,确定负载补偿计算模型和速度前馈控制计算模型。仿真结果表明:采用该控制策略,可以实现速度和位置的同时控制,并且在不同负载下可以获得较好的控制性能。     

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%。     

矫直机电液位置、压力复合控制系统的研究

针对目前钢厂对中厚板产品的板型和平直度的特殊要求,结合电液位置控制系统和电液力控制系统的优点,提出了基于指令压力值,将位置控制切换为压力控制的复合控制策略来实现矫直钢板的目的。通过求解出非对称阀控制非对称液压缸的系统传递函数,用Matlab/Simulink软件仿真分析并联、串联两种复合控制系统。通过仿真可以发现,所提出的复合控制策略比单纯位置或压力控制响应快、超调量小;串联复合控制比并联复合控制不仅具有上升时间短、响应速度快的优点,而且能够实现由位置控制向压力控制平滑切换和无超调等优点。研究结果表明,电液位置、压力串联复合控制是未来矫直机液压压下系统的发展方向。     

土压平衡盾构推进电液控制系统仿真及试验研究

介绍了采用压力流量复合控制的土压平衡盾构模拟推进电液控制系统的工作原理,以土体线性粘弹性模型作为负载建立了比例溢流阀、比例调速阀和液压缸的数学模型,分别导出了比例溢流阀控制推进系统压力和比例调速阀控制推进系统速度的传递函数。采用常规PID控制对压力和速度控制系统的阶跃特性和稳定性进行仿真分析,验证其可行性。通过对盾构模拟推进试验结果分析可以看出该液压系统在模拟盾构推进试验中达到了预期的控制效果,为实际盾构推进液压系统的设计提供一定的参考依据。     

低速轮胎试验机动力滑台动态特性分析

介绍了由伺服阀控制对称液压缸,并由位移传感器或速度传感器构成的轮胎试验机纵向往复运动液压位置及速度闭环控制系统,讲述了该系统的工作原理,建立了控制系统的数学模型,对速度和位置控制系统进行了校正,并采用了一种复合的控制策略实现了速度和位置的复合控制.提出了控制系统的SIMULINK仿真模型,给出了在阶跃信号作用下的滑台的速度的响应.     

盾构掘进机推进系统非线性PID控制仿真分析

给出了采用压力流量复合控制的盾构掘进机推进液压系统工作模型,对其中的比例调速阀和比例溢流阀在AMESim环境下进行了模型构建,并完成了阀基本参数的优化设计.采用一种简化的动态土体粘弹性模型模拟盾构实际推进过程中的复杂负载工况.引入一种采用偏差修正参数的非线性PID控制器并在Matlab/Simulink环境下建模.为充分发挥各软件的优势,通过AMESim与Simulink接口界面,实现了液压控制系统的联合仿真.仿真结果表明,与常规PID控制相比,非线性PID对盾构推进液压系统的控制效果更佳.     

燃料运输设备机液联合仿真研究

燃料运输设备是核电厂装换料系统的重要设备,为了研究燃料运输设备机液耦合系统的动力学特性,建立了机构动力学和液压控制联合仿真模型,对燃料运输设备倾翻过程进行了数值仿真,得到了燃料篮角速度、燃料篮转角、液压缸推力等动态性能参数。结果表明:基于液压驱动的燃料运输设备,其燃料篮可实现燃料组件水平状态与竖直状态的倾翻;在整个倾翻过程中燃料篮运行平稳、制动平稳,最大速度7.98(°)/s,没有出现速度陡变,可实现设计目标。     

基于负载口独立控制的挖掘机动臂系统节能研究

针对传统挖掘机动臂液压系统能耗大、势能利用低等问题,以挖掘机动臂为研究对象,设计基于负载口独立控制的动臂液压系统。在主动型负载工况缩回工况下,对动臂液压系统进行了压力-流量特性分析,获得阀口开度与活塞杆速度的关系;采用机械动力学仿真软件ADAMS和液压系统仿真软件AMESim,分别建立传统动臂液压系统和基于负载口独立控制的动臂液压系统联合仿真模型,并对2种动臂液压系统在主动型负载工况缩回工况进行联合仿真分析。仿真结果表明：2种动臂液压系统都能获得较为线性的活塞杆运动速度,而且与传统动臂液压系统相比,基于负载口独立控制的动臂液压系统的势能利用率明显提高,提高了约44.3%。     

基于变频液压技术的起竖系统节能研究

针对多级缸起竖系统能量利用率不高的问题,提出了恒压频比变频容积调速和节流调速相结合的复合调速方法。利用AMESim和Simulink建立了多级缸起竖系统的仿真模型,进行了仿真试验。结果表明：采用变频液压技术能够有效减小节流、溢流损失,提高了系统的能量利用率。     

直驱绞车型升沉补偿系统模拟实验台液压系统的研究

提出了一种基于直驱容积控制用来模拟绞车型升沉补偿系统的实验台方案,利用AMESim软件搭建了该系统的模型,确定了系统的结构和参数,设计了一个伺服电机调速控制和变量泵调排量联合控制器和能量计算器,并对其补偿特性仿真分析和整个系统的能量值计算。结果表明:该系统具有良好的补偿特性,所提出的实验方案可行,控制器的设计能够较好地实现直驱联合控制。能量值计算表明复合控制相对单一的伺服调速控制或单一变排量控制具有明显节能效果。这一成果为实验台的搭建提供了参考。     

复合节流调速回路特性数值仿真分析

对系统各元件进行动态分析,采用状态方程法建立复合节流调速回路数学模型。基于龙格-库塔法原理对回路特性进行数值计算与分析,并基于AMESim建立复合节流调速回路的仿真模型。获得进出口节流阀的面积比、液压缸外负载等参数对液压缸运动速度、进口及出口压力的影响规律。仿真所得结果与MATLAB数值计算结果一致。在不同外负载的情况下进行实验,验证了该回路中液压缸具有较好的速度刚度及稳定性。研究结果为复合节流调速液压系统的设计、优化提供了参考。     

变速恒频风力发电机组液压变桨距系统的设计与仿真

针对变速恒频风力发电机组的功率控制,提出基于电液比例阀的统一控制的液压变桨距系统的设计方案,对液压变桨距系统进行了方案设计、对主要液压元件进行了计算及选型。并通过Fluid SIM 5 Hydraulics软件平台对设计的变桨系统进行仿真。仿真结果验证了液压变桨距系统设计的正确性和可行性以及仿真模型的合理性。该液压变桨距系统能够满足变桨距风力机对节距角精确快速的控制要求,且为变速恒频风力发电机组变桨距液压系统的优化设计奠定了基础。     

基于耦合的Vitual Lab Motion & AMESim的下肢外骨骼机电液系统建模及仿真分析

利用Virtual Lab Motion对下肢外骨骼进行了结构建模。依据现有的临床步态分析数据——关节角度随时间的变化关系,通过运动学分析逆向得出所设计系统各个液压缸的理想控制曲线,即液压缸位移随时间的变化关系。依据仿真得到的力臂及液压缸速度可对电液系统的压力和流量进行估算,利用Virtual Lab Motion与AMESim的耦合仿真验证了系统的合理性。     

一种双泵组合变频液压调速系统

为提高变频调速液压系统的调节范围和响应速度,提出一种变频液压泵和定速液压泵组合的液压调速方案.建立系统数学模型,结合液压泵许用转速范围,给出两个液压泵的流量分配关系.以泵控马达液压系统为例,建立基于转速PID控制的系统仿真模型,对其调速性能进行验证.结果表明:采用所提的调速方案可实现转速连续平稳调节,液压泵的流量分配符...     

挖掘装载机工作装置运动特性分析及控制

针对挖掘装载机多路阀阀口流量控制稳定性不够、导致整机工作效率不高的问题,建立多路阀电液比例控制系统模型,实现挖掘装载机多路阀流量智能调控。基于D-H原理实现装载工作装置运动学和动力学分析;运用MATLAB/Simulink建立装载工作装置的机电液耦合仿真模型;设计PID控制算法实现液压多路阀口流量智能控制,提高装载工作装置运动精度和控制效果。仿真结果表明:基于Simulink平台能够准确高效建立复杂系统机电液联合仿真模型,满足铲斗的平移性和装载工作装置定角度运动的要求。     

基于线性扩张状态观测器的机械臂变负载滑模控制

大型串联机械臂液压控制系统存在变负载及外干扰问题,机械臂不同工作姿态的等效质量会造成液压缸系统固有频率变化,影响系统动态特性,为此提出一种基于线性扩张状态观测器的滑动模态控制策略(LESOSMC)。以破拆机器人机械臂为研究对象,仿真试验结果表明:LESOSMC在机械臂处于不同姿态时,保持了很好的动态特性和稳态精度,对周期正弦信号也具有良好的跟踪性能。LESOSMC在机械臂变负载控制中具有良好的鲁棒性,满足重载液压机械臂关节位置控制的要求,为解决液压重载机械臂关节液压缸的位置控制提供了有效的工程方法。