第九章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真簡介

1、第九章第九章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真簡介液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真簡介一一.仿真的基本概念仿真的基本概念 現(xiàn)代液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅要滿足靜態(tài)性能要求，更要滿現(xiàn)代液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅要滿足靜態(tài)性能要求，更要滿足動(dòng)態(tài)特性要求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，利用計(jì)足動(dòng)態(tài)特性要求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字仿真已成為液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能研究的重要手算機(jī)進(jìn)行數(shù)字仿真已成為液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能研究的重要手段。仿真技術(shù)在液壓技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，歸納起來可解決段。仿真技術(shù)在液壓技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，歸納起來可解決如下幾方面的問題：如下幾方面的問題：（1）對(duì)已有液壓元件或系統(tǒng)通過理論推導(dǎo)建立描述它們的）對(duì)已有液壓元件或系統(tǒng)通過

2、理論推導(dǎo)建立描述它們的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)；數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)；（2）對(duì)已有的系統(tǒng)，通過建立數(shù)學(xué)模型和仿真實(shí)驗(yàn)，確定）對(duì)已有的系統(tǒng)，通過建立數(shù)學(xué)模型和仿真實(shí)驗(yàn)，確定參數(shù)的調(diào)整范圍；參數(shù)的調(diào)整范圍；（3）對(duì)新設(shè)計(jì)的元件，可通過仿真實(shí)驗(yàn)研究元件各部分結(jié)）對(duì)新設(shè)計(jì)的元件，可通過仿真實(shí)驗(yàn)研究元件各部分結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其動(dòng)特性的影響；構(gòu)參數(shù)對(duì)其動(dòng)特性的影響；（4）對(duì)新設(shè)計(jì)系統(tǒng)，通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證控制方案的可行性。）對(duì)新設(shè)計(jì)系統(tǒng)，通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證控制方案的可行性。第一節(jié)第一節(jié) 液壓系統(tǒng)仿真技術(shù)簡介液壓系統(tǒng)仿真技術(shù)簡介二二.液壓仿真軟件液壓仿真軟件1.FluidSIM 2.Automation Studio3

3、.HOPSAN 4.HyPneu5.EASY5 6.DSHplus7.20-sim 8.AMESim三三.液壓系統(tǒng)建模及仿真技術(shù)發(fā)展方向液壓系統(tǒng)建模及仿真技術(shù)發(fā)展方向o深入研究液壓系統(tǒng)的建模和算法深入研究液壓系統(tǒng)的建模和算法o進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究o完善仿真模型庫，增強(qiáng)液壓仿真軟件的通用性完善仿真模型庫，增強(qiáng)液壓仿真軟件的通用性o吸收多媒體技術(shù)，使液壓仿真軟件更加直觀、實(shí)用吸收多媒體技術(shù)，使液壓仿真軟件更加直觀、實(shí)用第一節(jié)第一節(jié) 液壓系統(tǒng)仿真技術(shù)簡介液壓系統(tǒng)仿真技術(shù)簡介第二節(jié)第二節(jié) 液壓系統(tǒng)仿真軟件液壓系統(tǒng)仿真軟件AMESim一一.AMESim仿真軟件簡介仿真軟件簡介 AME

4、Sim表示工程系統(tǒng)仿真表示工程系統(tǒng)仿真高級(jí)建模環(huán)境（高級(jí)建模環(huán)境（Advanced Modeling Environment for performing Simulations of engineering systems） 值的說明的是，本章中所列值的說明的是，本章中所列舉的圖形標(biāo)題中帶有舉的圖形標(biāo)題中帶有“仿真草圖仿真草圖”字樣的圖形都采用的字樣的圖形都采用的AMESim的的庫中的圖標(biāo)符號(hào)，讀者在學(xué)習(xí)中庫中的圖標(biāo)符號(hào)，讀者在學(xué)習(xí)中應(yīng)注意同國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元應(yīng)注意同國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件等的圖形相區(qū)別。件等的圖形相區(qū)別。1.創(chuàng)建元件的草圖創(chuàng)建元件的草圖2.設(shè)定圖標(biāo)元件的設(shè)定圖標(biāo)元件的數(shù)學(xué)

5、描述；數(shù)學(xué)描述；3.設(shè)定元件的參數(shù)設(shè)定元件的參數(shù)4.初始化仿真運(yùn)行初始化仿真運(yùn)行5.繪圖顯示系統(tǒng)運(yùn)繪圖顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀況行狀況二二.用用AMESim進(jìn)行液壓系統(tǒng)仿真的基本方法進(jìn)行液壓系統(tǒng)仿真的基本方法AMESim主窗口主窗口單擊工具欄上的單擊工具欄上的“Submodel mode”（子模型模式）按鈕（子模型模式）按鈕 ，進(jìn)進(jìn)入子模型設(shè)置模式，再單擊工具欄入子模型設(shè)置模式，再單擊工具欄上的上的“Premier submodel”（主（主子模型）按鈕，為子模型）按鈕，為圖圖中各元件設(shè)置中各元件設(shè)置主子模型主子模型。再單擊工具欄上的再單擊工具欄上的“Parameter mode”（參數(shù)模（參數(shù)模式）按

6、鈕，設(shè)置系統(tǒng)元件參數(shù)。式）按鈕，設(shè)置系統(tǒng)元件參數(shù)。三三.進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的AMESim仿真仿真進(jìn)入?yún)?shù)模式，選擇菜單進(jìn)入?yún)?shù)模式，選擇菜單【Settings】【Batch parameters】，彈出對(duì)話框，彈出對(duì)話框“Batch Parameters”，將將7號(hào)元件的變量號(hào)元件的變量“constant value”拖動(dòng)到該對(duì)話框拖動(dòng)到該對(duì)話框的左側(cè)列表欄中的左側(cè)列表欄中三三.進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的AMESim仿真仿真修改該對(duì)話框右側(cè)列表欄中的修改該對(duì)話框右側(cè)列表欄中的“Value”、“Step size”、“Num below”為為0.5、-0.1、2。點(diǎn)擊。

7、點(diǎn)擊OK按鈕按鈕三三.進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的AMESim仿真仿真切換到仿真模式切換到仿真模式 ，單擊設(shè)置運(yùn)行參數(shù)按鈕，單擊設(shè)置運(yùn)行參數(shù)按鈕 ，彈出，彈出“Run Parameters”對(duì)話框，選中該對(duì)話框中對(duì)話框，選中該對(duì)話框中“General”選項(xiàng)卡中的選項(xiàng)卡中的“Run type”框中的單選按框中的單選按鈕鈕“Batch”，表示要進(jìn)行批運(yùn)行，表示要進(jìn)行批運(yùn)行三三.進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的AMESim仿真仿真繪制液壓缸活塞桿運(yùn)動(dòng)速度（繪制液壓缸活塞桿運(yùn)動(dòng)速度（rod velocity）曲線）曲線三三.進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的AMESim仿真仿真在彈出的對(duì)

8、話框（在彈出的對(duì)話框（AMEPlot）中，單擊菜單）中，單擊菜單【Tools】【Batch plot】，然后在，然后在AMEPlot窗口的圖形上單窗口的圖形上單擊鼠標(biāo)左鍵，在彈出的對(duì)話框中單擊擊鼠標(biāo)左鍵，在彈出的對(duì)話框中單擊OK按鈕按鈕三三.進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的AMESim仿真仿真從圖中可以看出：在節(jié)流閥通流面積從圖中可以看出：在節(jié)流閥通流面積AT一定的情況下，一定的情況下，重載工況比輕載工況的速度剛性差；而在相同負(fù)載下，重載工況比輕載工況的速度剛性差；而在相同負(fù)載下，通流面積通流面積AT大時(shí)，亦即液壓缸速度高時(shí)速度剛性差，大時(shí)，亦即液壓缸速度高時(shí)速度剛性差，故這種回路只適用于

9、低速、輕載的場(chǎng)合故這種回路只適用于低速、輕載的場(chǎng)合三三.進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的AMESim仿真仿真進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路調(diào)節(jié)特性仿真草圖三三.進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的AMESim仿真仿真進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路調(diào)節(jié)特性仿真曲線族進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路調(diào)節(jié)特性仿真曲線族三三.進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的AMESim仿真仿真四四.回油節(jié)流調(diào)速回路的回油節(jié)流調(diào)速回路的AMESim仿真仿真創(chuàng)建完回路后，進(jìn)入?yún)?shù)模式，選擇菜單【Settings】【Batch parameters】，彈出對(duì)話框“Batch Parameters”，將7號(hào)元件的變量“constant value”拖動(dòng)到該對(duì)話

10、框的左側(cè)列表欄中四四.回油節(jié)流調(diào)速回路的回油節(jié)流調(diào)速回路的AMESim仿真仿真修改該對(duì)話框右側(cè)列表欄中的“Value”、“Step size”、“Num below”為0.5、-0.2、2。點(diǎn)擊OK按鈕四四.回油節(jié)流調(diào)速回路的回油節(jié)流調(diào)速回路的AMESim仿真仿真回油節(jié)流調(diào)速回路負(fù)載特性仿真曲線族回油節(jié)流調(diào)速回路負(fù)載特性仿真曲線族四四.回油節(jié)流調(diào)速回路的回油節(jié)流調(diào)速回路的AMESim仿真仿真首先進(jìn)入?yún)?shù)模式，選擇菜單【Settings】【Batch parameters】，彈出對(duì)話框“Batch Parameters”，參考圖9 13，將2號(hào)元件的變量“relief valve crackin

11、g pressure”拖動(dòng)到該對(duì)話框的左側(cè)列表欄中，同時(shí)刪除原有的批處理變量（7號(hào)原件的批處理變量）四四.回油節(jié)流調(diào)速回路的回油節(jié)流調(diào)速回路的AMESim仿真仿真修改該對(duì)話框右側(cè)列表欄中的“Value”、“Step size”、“Num above”為150、30、2。點(diǎn)擊OK按鈕9.2 液壓系統(tǒng)仿真軟件液壓系統(tǒng)仿真軟件AMESim9.2 液壓系統(tǒng)仿真軟件液壓系統(tǒng)仿真軟件AMESim進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路負(fù)載特性仿真曲線族9.2 液壓系統(tǒng)仿真軟件液壓系統(tǒng)仿真軟件AMESim下面我們來仿真節(jié)流調(diào)速回路的功率下面我們來仿真節(jié)流調(diào)速回路的功率負(fù)載特性負(fù)載特性首先切換的仿真模式，單擊圖9-13中的5號(hào)原件，

12、在“Variables”選項(xiàng)卡中，選擇“force output”變量，將其拖動(dòng)到“Post processing”選項(xiàng)卡中9.2 液壓系統(tǒng)仿真軟件液壓系統(tǒng)仿真軟件AMESim再選擇原件4，從“Variables”選項(xiàng)卡中，拖動(dòng)變量“rod velocity”到“Post processing”選項(xiàng)卡中修改圖9 21所示中的第一行中的“Expression”列，并刪除第二行（用鍵盤上的Delete鍵），修改完成后的結(jié)果如圖9-22所示。即將“Expression”改為字符串“forceforcecon*vactuatormass01”9.2 液壓系統(tǒng)仿真軟件液壓系統(tǒng)仿真軟件AMESim9.2

13、液壓系統(tǒng)仿真軟件液壓系統(tǒng)仿真軟件AMESim再參考圖9 14、圖9 15設(shè)置批處理變量，此時(shí)運(yùn)行仿真，繪制“Post processing”中的“A1”變量9.2 液壓系統(tǒng)仿真軟件液壓系統(tǒng)仿真軟件AMESim功率負(fù)載特性曲線9.2 液壓系統(tǒng)仿真軟件液壓系統(tǒng)仿真軟件AMESim9.2.5 旁路節(jié)流調(diào)速回路的旁路節(jié)流調(diào)速回路的AMESim仿真仿真9.2 液壓系統(tǒng)仿真軟件液壓系統(tǒng)仿真軟件AMESim創(chuàng)建完回路后，進(jìn)入?yún)?shù)模式，選擇菜單【Settings】【Batch parameters】，彈出對(duì)話框“Batch Parameters”，將7號(hào)元件的變量“constant value”拖動(dòng)到該對(duì)話框

14、的左側(cè)列表欄中，修改該對(duì)話框右側(cè)列表欄中的“Value”、“Step size”、“Num below”為0.5、-0.2、2。點(diǎn)擊OK按鈕旁路節(jié)流調(diào)速回路負(fù)載特性曲線9.2 液壓系統(tǒng)仿真軟件液壓系統(tǒng)仿真軟件AMESim9.2 液壓系統(tǒng)仿真軟件液壓系統(tǒng)仿真軟件AMESim旁路節(jié)流調(diào)速回路AMESim仿真草圖29.2 液壓系統(tǒng)仿真軟件液壓系統(tǒng)仿真軟件AMESim創(chuàng)建完回路后，進(jìn)入?yún)?shù)模式，選擇菜單【Settings】【Batch parameters】，彈出對(duì)話框“Batch Parameters”，將6號(hào)元件的變量“constant value”拖動(dòng)到該對(duì)話框的左側(cè)列表欄中，修改該對(duì)話框右側(cè)列表欄中的“Value”、“Step size”