基于AMESim-MATLAB的伺服直驱闭式泵控系统仿真模型

为了提高伺服直驱闭式泵控系统的位置控制精度,提出了一种基于AMESim与MATLAB的伺服直驱闭式泵控系统仿真模型。首先,对伺服直驱闭式泵控系统的液压原理进行了介绍,建立了伺服电机、液压泵、伺服缸的数学模型;然后,基于AMESim软件建立了液压系统的仿真模型,基于MATLAB软件建立了改进滑模变结构控制策略的数学模型,并对软件接口参数进行了相应配置;最后,对实验平台的组成进行了简单介绍,将正弦信号与阶跃信号作为输入信号,对比分析了实验平台与仿真模型得到的输出曲线结果。研究结果表明:在阶跃位置输入信号下,系统的响应时间约为2 s,稳态精度达到0.01 mm;在正弦位置输入信号下,系统幅值约有0.25 mm的误差,相位滞后约10°;该仿真平台在允许误差范围内基本与实验曲线相吻合。

基于AMESim-MATLAB联合仿真的双泵直驱电液伺服系统压力控制

针对直驱式电液伺服系统受定量泵最低转速,不能反转的限制以及动态响应较慢,不能实现较低压力控制的情况,提出一种双泵直驱电液伺服系统。由于人工整定PID参数较为困难、效率较低,并且粒子群算法(PSO)具有收敛速度快、参数设置少等优点,故采用PSO对PID控制器进行参数优化。将粒子群算法优化的PID控制器应用于双泵直驱电液伺服系统的压力控制,通过AMESim和MATLAB的联合仿真实验,结果表明PSO-PID控制的双泵直驱电液伺服系统动态特性好,抗干扰能力强,能够实现较低的压力控制。

基于AMESim-MATLAB/Simulink的液压机新型控制器设计及联合仿真

针对一类单缸液压机,在传统滑模变结构的基础上,设计了基于改进趋近律的滑模变结构控制器,并采用AMESim-MATLAB/Simulink联合仿真模型对其进行了验证。在设计过程中提出引入锻件变形反抗力模块,完善了AMESim-MATLAB/Simulink联合仿真模型,从而可以方便地实现对复杂变形反抗力的数学描述,通过锻件变形反抗力实时反馈通道,可以按照需要灵活设置反抗力的变化,从而真实地再现液压机的工作过程。通过联合仿真接口模块,建立起实时反馈通道,打破了传统仿真模型中只能采用阻尼器来模拟变形反抗力的局限性。最后,对所设计的系统进行了联合仿真,通过对比验证了控制策略及该联合仿真平台的有效性。

基于模糊PID的阀门电液伺服开度控制

针对电液伺服开度控制系统存在的非线性、负载扰动、时变性等问题,以蝶阀的阀门电液伺服开度控制系统为研究对象,使用AMESim软件搭建该系统的物理模型,使用MATLAB软件搭建控制模型,将二者进行联合仿真,并对常规PID控制(proportional-integral-derivative control)和自整定模糊PID控制两种算法的控制性能进行对比。实验结果表明:与常规PID控制相比,采用自整定模糊PID控制方式的电液伺服开度控制系统超调量更小,调节时间更短,准确性有很大提升,且对扰动也有很好的鲁棒性。

单轨吊起吊马达同步控制联合仿真分析

为了提高单轨吊起吊液压系统面对偏载启动、负载突变和系统调速时的自适应性,更好地满足单轨吊智能化远程控制需求,提出一种基于BP-PID控制的单轨吊液压起吊同步控制系统。首先,分析液压系统原理,并分析转速控制原理和同步控制策略;其次,分析BP神经网络原理并设计BP-PID控制器;最后运用AMESim和MATLAB/Simulink建立液压系统模型和同步控制器模型,并与PID控制进行比较分析系统偏载启动特性、抗负载突变特性和系统调速特性。仿真结果表明:偏载启动时,系统采用BP-PID控制能够有效降低起吊马达超调量和最大同步误差,减少系统响应时间;负载突变时,系统采用BP-PID控制能够有效降低系统最大同步误差,减少系统响应时间,使系统具有更好的鲁棒性;调速时,系统采用BP-PID控制,无论目标转速增加还是减少,都能有效降低起吊马达超调量,减少系统响应时间。

基于RBF神经网络整定PID的电液比例系统位置控制研究

针对凿岩机械臂的电液比例系统位置控制精度问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络整定PID的电液比例系统位置控制方法。首先,在AMESim中搭建了阀控非对称液压缸的电液比例系统简化模型,设置了各个模块的参数;然后,利用MATLAB/Simulink搭建了系统闭环控制模型,通过不断更新RBF网络模型并修正PID参数,实现了基于RBF神经网络整定PID的电液比例系统位置控制目的;结合AMESim搭建的电液比例系统模型和Simulink下搭建的控制器进行了联合仿真;最后,基于凿岩台车机械臂实验平台,进行了电液比例系统位置控制实验。仿真结果表明:在受到外部干扰的情况下,RBF神经网络整定PID控制系统能够在0.3 s内控制活塞杆重新运行至目标位置,平均响应时间为1.5 s,位置精度误差不超过5 mm。实验结果表明:与常规PID控制方法相比,RBF神经网络整定PID控制活塞杆位置精度误差降低了75%,位置精度误差在工程实际要求的10 mm范围以内,因此,RBF神经网络整定PID算法可以有效提高电液比例系统的位置控制精度,满足凿岩机械臂实际工作中对电液比例系统位置精度的控制要求。

液压驱动型机器人实现自动打磨的联合仿真研究

在大型铸件打磨领域,铸件尺寸与磨削量都较大。液压驱动型机器人因其具有驱动力大、抗冲击能力强等优点在该领域已被成功应用。但由于控制精度低,目前只能进行粗磨。据此,提出基于某种机械结构的液压机器人自动打磨方案,并用Matlab/Simulink软件与AMESim软件联合仿真出自动打磨过程中油缸与液压马达的运动情况。仿真实验结果表明:该方案可实现高精度自动打磨。

离合器摩擦片动静摩擦系数对大马力推土机换挡性能的影响

针对大马力推土机在换挡过程中出现的冲击度过大的问题,提出评价换挡性能的两个指标:冲击度、滑摩功;建立大马力推土机传动系统AMESim和MATLAB联合仿真模型;进而研究变速箱离合器摩擦片动、静摩擦系数对换挡冲击度、滑摩功的影响。结果表明:在一挡起步和二挡降一挡时的换挡冲击最大,在二挡降一挡过程中,随着动摩擦系数的增大,换挡结合时间减小,冲击度、滑摩功也随之增大,当换挡完成时,冲击度幅值减小,滑摩功不随动摩擦系数变化而变化;随着静摩擦系数的增大,换挡冲击度、滑摩功变化不明显。

基于电液位置伺服系统机床滑台模糊自适应控制研究

针对传统电液位置伺服液压机床系统的非线性、强耦合、稳定性低等问题,提出了一种改进模糊自适应控制算法,使得机床滑台位置根据外界条件能够实时跟踪以达到稳定控制。首先,以华中数控组合机床为实例,对机床整体结构及功能进行介绍;然后,建立机床滑台控制模型、传递函数,并设计改进后的模糊自适应控制器;最后,结合AMESim-MATLAB软件搭建电液位置伺服系统滑台模糊自适应控制模型,并对搭建好的模型进行联合实验仿真和实际系统测试。测试实验结果表明,基于电液位置伺服系统的机床滑台模糊自适应算法相对于传统PID算法的位置跟踪效果好,位置控制响应速度快、误差小、鲁棒性强,验证了改进后的模糊自适应控制算法的可行性。

基于液压伺服系统的机械臂位置自抗扰控制研究

鉴于传统串联式关节伺服电机驱动的机械臂负载能力小,机械臂末端误差累计大,该文设计了一种基于液压缸伺服驱动的串联式机械臂。针对液压缸非线性、摩擦力、以及抗干扰等因素的影响,提出了位置自抗扰控制(ADRC)算法,提高了机械臂位置精度及系统抗干扰能力。首先,设计了串联机械设计原理示意图,并介绍了控制要求;其次,以机械臂为研究对象,建立机械臂D-H坐标系,分析了机械臂的运动学;再次,就机械臂液压缸位置伺服系统设计了基于ADRC的高精度位置伺服控制算法;再次利用AMESim-MATLAB软件搭建机械臂仿真模型,并对比常规PID与ADRC算法对机械臂位置控制精度的影响;最后搭建实际机械臂液压缸位置跟踪控制实验平台,实验结果表明基于ADRC算法位置伺服控制精度高,提高了系统抗干扰能力,为今后实际机械臂位置高精度控制提供理论依据。

采煤机短程截割传动系统性能研究

以设计的新型截割部液压-机械传动系统为研究对象,首先对液压驱动系统和齿轮减速系统进行了选型计算,然后采用AMESim-MATLAB联合仿真平台建立了液压-机械短程传动系统的仿真模型,通过瞬态载荷与持续变载对传动系统进行仿真。结果表明所设计的截割部传动系统通过调整滚筒转速能够有效地改变超载现象。

基于确定性规则的混合动力型高速单轨吊控制策略

单轨吊作为煤矿井下辅助运输系统的重要设备形式之一,其运行速度普遍较低(满载<2 m/s),且传统防爆柴油机或防爆蓄电池单一动力形式均难以满足单轨吊动力性能与环保需求。为提高单轨吊驱动性能并实现绿色矿山目标,在传统单轨吊结构基础上提出了一种新型分布式混合动力驱动系统,基于确定性规则建立其控制策略并进行建模和仿真试验。首先,结合单轨吊结构的多段性,在不同驱动端设置不同动力源,采用分布式架构作为高速单轨吊混合动力架构形式,并制定该架构下不同的工作模式,确定不同模式下的能量流向;其次,为了提高单轨吊动力性能以及改善防爆柴油机工作区间,根据常规工况制定工作模式切换逻辑策略与转矩分配策略,在此基础上设计了基于逻辑门限值的确定性规则控制策略并利用Matlab搭建整体切换逻辑仿真策略;然后,根据高速单轨吊的实际行驶情况,建立小坡度重载、小坡度轻载、大坡度轻载3种整机循环工况;最后,将控制策略导入AMESim仿真软件,对所搭建的高速单轨吊整机物理模型进行联合仿真。仿真结果表明,基于确定性规则的控制策略能够使防爆柴油机和防爆电动机的工作点均处于高效区间,并使单轨吊整机具有较好的速度跟随性;在小坡度重载工况下,电池组荷电状态(SOC)值消耗量仅为17.6%,满载最大运行速度达到了3.01 m/s,CO、HC、NO^(x)尾气排放量相比传统单轨吊分别降低了67.3%、36.4%、49.4%和13.1%;在大坡度轻载工况下,电池组SOC值消耗量仅为13.1%,满载最大运行速度达到了2.29 m/s,CO、HC、NO^(x)尾气排放量相比传统单轨吊分别降低了70.2%、58.1%、41.7%。研究结果对于提高煤矿井下单轨吊运输效率、降低尾气排放具有理论意义和实用价值。

基于Simcenter AMEsim与Matlab联合仿真的电液控制伺服系统模拟实验设计

针对传统液压油缸控制伺服系统模型的复杂可变性、系统参数不确定性和时变性等,设计一种基于Simcenter Amesim-Matlab联合仿真的电液位置伺服系统仿真模拟实验。以常规液压缸为实验设计对象,利用Matlab与Simcenter AMESim软件对电液伺服系统的模型辨识方法进行设计;基于相关传递函数,进行滑膜变结构控制器设计;将其应用到特定的变载荷条件下的恒速电液位置伺服系统实验仿真。仿真结果表明,该方法具有良好的实用性与有效性。该模拟实验仿真的开展可加深学生对电液位置伺服系统理论知识的理解,提升学生的综合运用能力。

面向牵引力控制系统的AMESim与MATLAB联合仿真平台

基于MATLAB和AMESim软件建立了面向TCS的联合仿真平台。采用MATLAB建立了四驱汽车动力学仿真模型和控制模块,采用AMESim液压元件库建立了车辆液压制动系统的动态响应模型,通过AMESim专用接口模块和MATLAB S函数实现了两者间的数据交换,构建成联合仿真平台。采用试验研究方法修正了液压制动系统模型,并进行了典型工况TCS仿真,获得了可面向TCS开发的实用联合仿真平台。

悬架液压衬套的液固耦合建模及动态特性分析

传统橡胶衬套由于自身属性的限制,不能同时降低低频抖动和隔离高频振动,而液压衬套可以较好地解决这个问题。结合某乘用车悬架系统采用的液压衬套,介绍液压衬套的结构和工作原理,阐述其动态特性参数动刚度和阻尼滞后角的物理意义。在AMESim软件中建立该液压衬套的模型并进行仿真计算,利用MATLAB软件处理仿真结果并进行分析。在MTS831试验台上完成了该液压衬套的动态特性试验,试验结果验证了所建模型的正确性。最后利用该模型研究了液压衬套相关模型参数对液压衬套动态特性的影响。

基于AMESim/Matlab的电液伺服控制系统的仿真研究

利用AMESim及Matlab软件的各自特点 ,采用AMESim与Matlab联合仿真的方法对阀前供油管路的压力脉动对电液伺服系统的影响进行了仿真研究 ,同时对脉动衰减型蓄能器衰减伺服阀前供油管路压力脉动的效果及其对系统控制精度的影响进行了仿真研究。

液压自由活塞发动机AMESim/MATLAB仿真

介绍单活塞式液压自由活塞发动机的工作原理,分析了该类发动机的特点。利用AMESim/MATLAB联合仿真技术建立单活塞式液压自由活塞发动机模型,进行了工作过程的动态特性仿真,分析了一个周期内气缸压力、液压腔压力和单向阀与频率控制阀流量变化特性,研究了活塞动力学特性并进行了试验研究。根据对仿真与试验结果的分析,论述了该发动机有工作频率可控和运动速度不对称的特点,频率控制阀要求频响高流量大。这为所研制的液压自由活塞发动机原理样机的设计提供了理论指导。

基于AMESim和MATLAB的盾构推进液压系统仿真

根据AMES im和MATLAB软件各自的特点,采用了AMES im和MATLAB联合仿真的方法对盾构推进液压系统进行了仿真,并在控制仿真中采用了基于普通PID和模糊自整定PID的压力和速度复合比例控制,结果表明:系统稳态精度较高,调节时间短,超调小,可以克服非线性时变特性的影响。

基于AMESim与MATLAB/Simulink的注油机电液比例流量控制系统设计

为满足注油机对流量控制的高精度要求,首先完成了注油机液压系统的设计,又以注油机电液比例流量控制系统为研究对象,分别利用AMESim与MATLAB/Simulink建立了液压系统模型与控制器模型,并通过联合仿真分析了系统在PID控制与模糊自适应PID控制下的控制效果。仿真结果表明:与PID控制相比,注油机电液比例流量控制系统在模糊自适应PID控制下其动态特性与控制精度得到明显提升。最后搭建了注油机电液比例流量控制系统测试平台,通过实验测试验证了仿真的准确性,表明了注油机电液比例流量控制系统的有效性。

基于AMESim和Matlab/Simulink联合仿真的模糊PID控制气动伺服系统研究

在AMESim中建立气动伺服阀控非对称缸的系统模型。以S函数的形式导入到Simulink中的模糊PID控制系统模型中,进行AMESim和Matlab/Simulink联合仿真研究。与无PID控制的同一系统的AMESim仿真结果进行对比分析,模糊PID控制改善气动伺服系统的响应性能。