基于Motion/AMESim的某风洞迎角机构建模与仿真研究

通过研究仿真软件Motion和AMESim的接口技术,搭建机械、液压和控制系统有机集成的联合仿真平台。以某风洞迎角机构为例,进行机、电、液一体化建模与仿真研究。仿真结果表明:Motion/AMESim联合仿真平台能对机、电、液系统的设计和分析提供理论支持,有广阔的应用和发展前景。     

基于机电液系统的联合仿真分析平台研究

针对建模后修改模型参数需要返回到对应软件的问题，搭建新的机电液联合仿真平台，通过独立开发的人机界面，分别调用ADAMS、Simulink和AMESim接口，在此界面直接修改机电液参数，实现机电液一体化仿真。该平台以Python作为开发语言，对各仿真软件的数据传输接口进行分析和参数化设计；使用TCP/IP技术实现仿真平台和ADAMS的数据传输；使用MATLAB虚拟环境中的API函数，实现Simulink中模块参数的动态修改；用Python代码建立AMESim液压系统模型，实现所有液压元件参数的编程化修改。结合喷管模型进行仿真测试，结果表明：该平台界面简洁，操作简单，能大幅提高仿真效率，对机电液一体化仿真分析具有普遍适用性。     

某尾撑机构运动学与液压伺服系统静态特性分析

某风洞尾撑机构通过迎角机构、前侧滑机构、后侧滑机构和Y向补偿机构的协调运动,实现模型迎角和侧滑角的连续调节和精确定位,是一个复杂的机电液系统。针对尾撑机构运动关系复杂、多液压轴精确联动的控制特点,通过运动学分析建立了机构的运动方程,为尾撑机构的精确控制提供依据;通过阀控缸伺服系统静态特性分析得到了阀控缸系统压力和流量的精确计算公式,为液压系统设计和元器件选型提供了依据;通过对某风洞尾撑机构进行计算分析,得到了尾撑机构不同运动情况下的液压缸速度曲线和阀控缸系统压力流量曲线,更加直观地表明了尾撑机构运动过程中各机构的协调运动关系和压力流量的变化趋势。     

基于AMESim的电动静液作动器的仿真分析

阐述了一种用于飞机主飞行控制的电动静液作动器(EHA)的系统组成和工作原理,并基于AMESim高级建模和仿真平台对其进行了建模和仿真分析.采用AMESim对机电液控混合系统进行仿真具有明显的优势,仿真结果表明,所设计的EHA动态性能良好,达到了预定的性能指标,能够满足现代飞机对作动系统的要求,在飞控系统中具有很好的应用前景.     

三自由度工业机器平台机电液一体化仿真

提出了一种通过液压系统控制的三自由度工业机器平台,着重介绍了三自由度机器平台的机械结构及性能指标参数。通过ADAMS、AMESim、Matlab/Simulink软件间的协同仿真技术开展了该机器平台的机电液一体化的仿真分析,确定所设计的三自由度机器人能够较好地跟踪给定的目标指令,满足系统设计要求。通过虚拟仿真,提高了机电液复杂系统分析的效率,仿真方法对于复杂机电液系统具有普遍的适应性。     

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。     

钢坯闪光焊接系统虚拟试验

根据钢材无头轧制系统中大截面钢坯闪光焊接的特点,分别在动力学仿真软件ADAMS中建立焊接设备的机械运动学模型,在AMESim中建立闪光焊接顶锻液压伺服系统的非线性模型,并在MATLAB软件工具包Simulink中建立焊接系统的伺服控制系统的模型,通过分析仿真软件两两之间的数据传输接口特性,建立以MATLAB软件为载体的数据动态共享通道,在Simulink中分别调用并启动AMESim软件中的液压系统模型和ADAMS软件中的机械系统模型,建立了焊接机电液一体化系统的完全数字平台,实现了大截面钢坯闪光焊接系统的机电液一体化虚拟试验研究.     

基于AMESim的浮式钻井平台钻柱升沉补偿系统仿真研究

针对海浪升沉运动对钻柱和钻压的影响,设计基于电液比例阀控制非对称油缸的海洋浮式钻井平台钻柱升沉补偿系统。通过对系统中电液比例阀和液压缸进行分析,搭建了基于AMESim软件的主动补偿和半主动补偿系统仿真模型,运用PID控制算法进行仿真研究。仿真结果表明,设计的补偿系统具有较好的补偿效果。该模型可为升沉补偿系统研究提供参考。     

基于多软件协同仿真的六自由度平台虚拟试验系统

提出了一种串联六自由度运动平台,根据该平台特点,在ADAMS动力学分析软件中搭建机械子系统模型,在AMESim仿真软件中搭建液压子系统及电机+滚珠丝杠传动模型,在Simulink中搭建末端控制对象期望运动位姿生成及解耦控制算法模型。通过分析各仿真软件间数据传输接口特性,建立以MATLAB软件为载体的动态数据共享通道,将ADAMS、AMESim模型分别以子模型及S函数形式导入至Simulink。从而建立基于Simulink为主仿真软件的机、电、液一体化的六自由度运动平台虚拟试验系统,实现平台的全面仿真分析,为平台实体设计与优化、控制策略选择等奠定基础。采用的基于MATLAB为主仿真软件的ADAMS、AMESim、Simulink联合虚拟试验系统创建方法对于复杂机、电、液一体化系统的仿真分析具有普遍的适用性。     

大惯性负负载模型支撑机构液压伺服系统设计

针对大型风洞中大惯性、负负载、高精度模型支撑机构液压伺服系统的设计难点,以某大型风洞模型支撑机构中的Y向机构为例,提出4种液压伺服驱动方案。通过AMESim仿真平台对4种方案进行仿真分析,并利用缩比试验平台对其中3种方案进行试验研究。结果表明:非对称伺服比例阀控制非对称缸系统结构简单、控制性能好、性价比高,是比较合理的液压伺服驱动方案。研究结论可作为类似系统设计的参考依据。     

单阀控制串联双非对称液压缸的试验研究

本文对单伺服阀控制的驱动风洞尾撑系统偏航角的串联双非对称液压缸系统进行了试验研究。对系统的静态性能和动态性能进行了测试。试验证明系统的精度满足设计要求并具有一定的动态性能，从而表明采用单阀控制串联双非对称液压缸是可行的，分析是正确的。     

基于AMESim和Simulink的汽车电动助力转向系统的联合仿真

以研究电动助力转向系统的助力控制模式的跟踪性能和轻便性为目的,在AMESim和Simulink平台上创建了电动助力转向系统联合仿真模型.仿真结果表明,所设计的PID控制算法使电动助力转向系统具有良好的跟踪性能和轻便性.仿真结果为电动助力转向控制系统的设计提供了依据.     

电动静液作动器的多学科建模与集成仿真分析

电动静液作动器(Electro-Hydrostatic Actuator,EHA)集成了机械、液压、控制、电子等多领域技术。根据EHA特点,以MATLAB与AMESim软件平台为基础,对EHA进行多学科建模与集成仿真。应用MATLAB平台搭建控制与电子子系统模型,应用AMESim平台搭建液压与机械子系统模型,通过S-function接口连接各子系统模型。仿真结果表明,EHA多学科模型性能良好,很好地反映系统运行状况,可以通过仿真来指导系统的优化设计与系统控制算法的实现。     

基于模糊P ID的冲裁机电液比例位置控制系统仿真研究

为提高液压冲裁机的工作速度和精度,采用电液比例换向阀控制下压液压缸,构成冲裁机电液比例位置控制系统。利用AMESim和MATLAB/Simulink模块进行联合仿真,设计模糊控制规则和模糊PID控制器,对比分析原系统与采用模糊PID控制的系统的位置控制性能。结果表明：加入模糊PID控制的系统响应速度快、无超调、信号跟踪能力强、鲁棒性好。     

2000kN/4000kN·m锻造操作机夹钳水平升降设计和仿真

设计2000k N/4000k N·m锻造操作机夹钳水平升降机构和液压系统,利用AMESim建立了夹钳水平升降液压系统的仿真模型,研究在不同工况下液压系统的动态控制特性,为液压系统设计、调试提供参考。     

新型大功率低噪声直驱式液压作动器设计与仿真

针对现有液压作动器的不足,设计了新型大功率低噪声直驱式液压作动器,该系统采用内函式变速电机泵功率单元及换向阀联合控制,在AMESim仿真平台软件中建立了模型,并进行了仿真分析.仿真结果表明,该作动器具有良好的动态性能.     

基于自适应模糊PID的连续管作业机注入头速度控制研究

连续管作业机工作过程中起/下管速度控制主要依赖手动调节注入头泵的排量、马达压力等。为解决操作复杂、自动化程度低等问题,将连续管作业机注入头液压系统简化为闭式泵控马达系统,将传统手动控制方式改进为自动控制方式。分析泵控马达系统的工作原理,在AMESim中构建泵控马达系统的液压仿真模型;利用MATLAB/Simulink设计出AMESim仿真模型的PID及自适应模糊PID控制模型,从而构成整个系统的闭环控制联合仿真平台。采用PID算法及自适应模糊PID控制算法对系统响应进行仿真分析。结果表明：采用自适应模糊PID控制方式后,液压模型的响应速度更快、无超调和滞后现象、稳态误差更小,泵控马达系统具有良好的动态特性。     

破拆机器人臂系液压系统能量回收仿真研究

破拆机器人主要采用单泵多执行器负载敏感液压系统,可实现泵输出压力和输出流量与负载的实时匹配,有效提高系统效率,但在做负载及负载差距较大的复合动作时仍有较大能量损耗。为此,提出一种基于变排量调节技术的新型能量回收利用方案,实现在机械臂下降时重力势能的回收和复合动作时压力补偿阀能耗的回收,并在机械臂上升时将回收的能量作为辅助能源加以利用。应用Virtual.Lab Motion和AMESim建立了破拆机器人机电液系统联合仿真模型。仿真结果表明:在不同工况下,该方案的节能效率可达30%～67.6%,且能有效提高机械臂下降时的稳定性。     

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。