基于MATLAB/SIMULINK的阀控液压缸动态特性仿真与优化

对一开关型阀控液压缸进行数字建模,并在此基础上利用MATLAB/SIMULINK软件对其动态特性进行仿真与优化,从而对实际液压系统的设计起到十分重要的作用。

阀控液压缸系统动态特性仿真与优化研究

文章针对一实际的阀控液压缸系统 ,建立其动态数学模型 ,在MATLAB平台上 ,选用龙格库塔算法 ,进行系统动态特性的仿真 ,并对系统动态特性的优化做出了一些探讨 ,为元件及系统的设计、优化等方面提供重要的依据 ,对提高系统的动态性能具有十分重要的意义。

阀控液压缸统一流量方程的分析研究

从阀控对称液压缸、非对称液压缸的统一特性出发,对负载压力与负载流量进行了重新定义,并对工程中出现的对称阀、非对称阀控制对称缸,对称阀、非对称阀控制非对称缸的各种组合形式,推导了统一的阀控液压缸系统的流量方程,不仅兼顾了液压系统实际工作规律和阀控缸系统的统一性,而且为阀控缸系统的其它特性进一步分析提供了理论基础,并得出了一些对理论分析及工程实际有一定指导意义的结论。

阀控液压缸伺服系统的键图分析

利用传递函数或者状态方程无法准确地描述出阀控制非对称缸系统的非线性特性和一些隐含特性。为此建立了该系统的键合图模型 ,利用该模型进行仿真 ,提高了仿真方法的准确性 ,仿真结果表明动压反馈是一种有效的补偿方法 。

阀控液压缸动力机构通用传递函数建模与分析

根据力平衡和输出功率的关系定义了阀控液压缸的负载压力和负载流量,针对非匹配的阀控液压缸动力机构存在的压力突跳现象进行了分析,建立了阀控液压缸的传递函数模型,该模型具有通用性,分析了建模中的假设条件和建模误差,给出了阀控液压缸通用数学模型的适用范围。

关于阀控液压缸建模问题的探讨

讨论了阀控液压缸建模中的“负载流量”问题。提出了在传统建模方法中 ,由于简化处理引起误差加大 。

阀控液压缸正反向速度比及跟踪特性的理论分析

针对工程中出现的对称阀、非对称阀控制对称缸,对称阀、非对称阀控制非对称缸的各种组合形式,推导了统一的阀控液压缸系统的流量方程,对各种阀控液压缸正反向速度比给出了统一表达式。在推导过程中分析了影响阀控缸系统正反向速度比的因素,说明了不同阀控缸系统正反向响应速度及跟踪特性的差异,提出了正反向跟踪特性及负载匹配的概念,得出了一些对理论分析及工程实际有一定指导意义的结论。

采煤机阀控液压缸PID调高系统优化研究

给出了采煤机阀控液压缸PID调高系统的工作原理,基于AMESIM建立了系统仿真模型,在调高目标值为定值和阶段变化情况下,利用遗传算法分别进行了PID参数优化并获得了三组优化值,优化结果表明:在目标值为定值时,优化后的活塞位移响应速度得到提高,响应时间为0. 39s;在目标值阶段变化时,优化后的活塞位移响应速度同样得到提高,响应时间为0. 15s。进一步证明了该方法能够优化出PID参数的较优值,对采煤机阀控液压缸PID调高系统具有指导意义。

基于Matlab/Simulink的机械阀控液压缸建模与仿真

文中介绍液压伺服系统和Simulink对液压伺服系统进行动态仿真的方法;阐述了Simulink工具的特点,并以阀控液压缸为例,建立了动态模型并进行仿真,讨论了影响液压伺服系统动态特性的主要因素。结果表明,Simulink方法能较好地对液压伺服系统的动态特性进行仿真分析,为液压伺服系统的优化设计提供依据。

磁流变阀控液压缸系统性能分析

磁流变液作为智能流体,在磁场的作用下可在毫秒时间内实现从液体到固体之间的转换,且这种转换是可逆的,而磁场的大小又可通过电流的大小来控制,具有可控性。利用磁流变液这种特性,设计了一种由4个磁流变阀代替传统液压阀组成的磁流变阀控液压缸系统,这种结构类似于惠斯通电桥,通过介绍其结构特点和工作原理,分析系统工作效率及执行器效率,推导出磁流变阀组的工作效率,建立该结构的数学模型,并通过仿真对其进行理论分析。仿真结果表明磁流变阀控液压缸系统性能与无名义参数δ和有关;当通过磁流变阀的电流增大时,无名义阻尼间隙厚度δ增大,系统驱动力F增大,效率也增大;而当黏度比越小,系统性能越好,效率越高。

基于简化模型的阀控液压缸活塞运动速度控制方法的研究

对阀控液压缸活塞运动速度的有效控制,有利于提高液压伺服系统的工作精度。设计一种与非线性摩擦力相关的简化模型,用以对液压缸活塞运动速度进行控制。分析比例方向阀控制的液压缸的结构,建立比例方向阀的闭环传输函数。通过液压缸两个腔室的压差,计算比例方向阀中液压介质的体积流量方程,并在此基础上求取液压缸压力值的连续方程,进而得到了液压缸活塞运动速度与非线性摩擦力之间的全阶模型。最后,在闭合的液压回路中,通过负载的压力值,简化了液压缸压力值的连续方程,从而求取了液压缸活塞运动速度与非线性摩擦力之间的简化模型。实验中,利用此方法对方波、正弦波以及随机激励信号产生的目标速度进行了追踪测试。测试结果显示:此方法相比滑模控制方法,在对方波、正弦波以及随机激励信号下产生的目标速度进行追踪时,追踪误差分别减少了9.2%、11.22%以及11.13%。说明此方法能够对液压缸活塞运动速度进行准确的控制。

阀控液压缸动力机构通用非线性建模与试验验证

在分析阀控液压缸动力机构工作原理的基础上,应用流量和力平衡方程建立了阀控液压缸动力机构的非线性状态方程数学模型,并运用该模型分别对某六自由度实验平台的对称阀控制非对称缸电液伺服系统和某实际非对称阀控制非对称缸电液伺服系统的压力特性进行仿真分析,通过仿真和试验结果的对比,验证了所建阀控液压缸动力机构非线性状态方程数学模型的正确性。该数学模型具有通用性,可用于各类阀控液压缸系统的仿真、设计和控制策略等的理论研究。

对称四通阀控液压缸建模研究

根据对称阀控非对称液压缸的特性,重新定义了负载压力和负载流量,推导出同时适用于对称阀控非对称液压缸和对称阀控对称液压缸的数学模型,为对称阀控液压缸系统的稳态和动态特性分析及液压控制回路的创建提供了理论依据。

阀控液压缸传递函数模型应用与建模误差分析

根据建立的通用阀控液压缸传递函数模型,分析了非对称缸的最低液压固有频率与传递函数模型中液压缸固有频率的关系,给出了在阀控液压缸在工程设计中可供选择的最低液压固有频率理论计算公式及其经验公式;给出了阻尼比ζ_h、阀系数K_q和K_c的选取与工程计算方法。传递函数模型的建模误差分析结果表明,描述阀控非对称缸的滑阀流量方程和液压缸连续性方程不能同时满足且与最低液压固有频率的工作点不在同一个位置上,进一步揭示了阀控液压缸传递函数模型适用范围的局限性。

阀控液压缸伺服系统动态特性仿真

以四边阀控制液压缸为例,建立阀控液压缸伺服系统模型,并在此基础上,借助MATLAB工具,对系统动态特性进行仿真.这一过程为设计或改善液压系统的参数提供手段.

阀控液压缸力控制的研究

研究了阀控液压缸系统的力控制,以实现精确的力控制响应和高效率。将解耦合自组织模糊滑动模式控制器应用在阀控液压缸系统力控制,控制器设计结合模糊控制、滑动模式控制及解耦合控制应用于系统。实验结果显示,以解耦合自组织模糊滑动模式控制实现了力的控制,验证了控制系统的优越性,具有更佳的力控制响应,能源利用率提高30%以上。

基于经验的阀控液压缸负载阻力的软测量方法

阀控液压缸系统在工程中应用广泛。在作业过程中,负载阻力的变化直接影响操作控制策略的决策。在此运用模糊原理对基于操作者经验的阀控液压缸系统负载阻力的软测量方法进行了研究。介绍了阻力软测量的方法,试验结果表明,该方法是可行和有效的。

基于子空间辨识的阀控液压缸泄漏诊断方法

为提高阀控液压缸泄漏检测的准确性和效率,提出一种基于子空间辨识的液压缸泄漏诊断方法。选取液压缸活塞杆外力负载作为输入信号,两腔压力、活塞杆位移与速度作为状态变量,建立系统状态空间模型;应用子空间辨识运算得到系统矩阵相关元素的估计值,并由此判断泄漏故障的存在、类型与严重程度。基于MATLAB-Simulink仿真模型对该诊断方法进行了数值仿真验证,结果表明该方法有效且具有较高的准确性。

采用支持向量机的非对称阀控液压缸模型预测控制

针对非对称阀控液压缸位置控制中出现超调与由阀芯换向引起的压力冲击问题,设计了基于支持向量机与序列二次规划算法的非线性模型预测控制器。采用支持向量机拟合控制信号与活塞速度的关系得到系统的近似模型,使用序列二次规划算法求解获取控制器输出;通过增加输出约束以及满足输入约束实现每次控制过程中阀芯不换向、活塞快速到达目标位置并且无超调。数值仿真结果表明:在相对位置误差信号大于8%时,控制器输出的控制信号始终大于最大控制信号的90%,有效缩短了系统的响应时间;在保证活塞位置无超调、阀芯不换向的条件下,实现了精确位置控制,稳态误差小于0.02%。所提算法实现了多约束条件下非对称阀控液压缸系统的无超调快速控制,具有一定的理论和工程价值。

基于MATLAB的阀控液压缸动刚度建模与仿真研究

本文针对在液压自动控制系统中液压介质可压缩性不可忽视，研究了液压介质的动刚度特性，建立了动刚度的数学模型，用MATLAB仿真技术，对动刚度特性进行了二维及三维仿真分析，得出了动刚度变化的一般规律，以期对自控系统相应参数的检测有所参考。