液压系统AMESim课件

1、液压系统液压系统AMESim Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院姓名：周志海姓名：周志海学号：学号hangsha University of Science & Technology 内内 容容 提提 要要S u m m a r y液压系统仿真概述液压系统仿真概述AMESimAMESim简介简介总结总结液压系统计算机仿真实例液压系统计算机仿真实例汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院 Changsha University of Science & Technology1液压系统仿真

2、概述汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院液压系统仿真概述液压系统仿真概述 现代液压系统设计不仅要满足静态性能要求，更要满足动态特性要求。随着计算机技术的发展和普及，利用计算机进行数字仿真已成为液压系统动态性能研究的重要手段。一是建立准确描述液压系统动态性能的数学模型二是利用仿真软件对建立的数学模型进行数字仿真Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院为什么需要利用计算机对液压系统进行数字仿真为什么需要利用计算机对液压系统进行数字仿真 随着机电液气一体化系统在现代设备中的广泛应用，无论从价格比例方面还是从功能作用方面

3、，液压系统和装置在设备整体中都占有举足轻重或不可替代的作用。为了使设计人员在设计阶段能够预见液压系统的动静态特性，以便缩短设计周期，并尽量减少重复设计和不断试验造成的成本耗费，应用计算机仿真技术对液压系统进行分析和设计日显重要。Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院仿真技术在液压技术领域中的应用仿真技术在液压技术领域中的应用（1）对已有液压元件或系统，通过理论推导建立描述它们的数学模型，然后进行仿真实验，所得到的仿真结果与实物实验结果进行比较，验证理论的准确程度，反复修改数学模型，直到使得两实验结果非常接近，把

4、这个理论模型作为今后改进和设计类似元件或系统的依据。（2）对于已有的系统，通过建立数学模型和仿真实验，确定参数的调整范围，作为该系统调试时的依据，从而缩短调试时间和避免损坏设备。（3）对于新设计的元件，可以通过仿真实验研究元件各部分结构参数对其动态特性的影响，从而确定满足性能要求的结构参数最佳匹配，给实际设计该元件提供必要的数据。（4）对于新设计的系统，通过仿真实验验证控制方案的可行性，以及结构参数对系统动态特性的影响，从而确定最佳控制方案及最佳结构和控制参数的匹配。Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院当前流

5、行的液压仿真软件当前流行的液压仿真软件 对液压元件或系统利用计算机进行仿真的研究和应用已有30多年的历史。随着流体力学、现代控制理论、算法理论、可靠性理论等相关学科的发展，特别是计算机技术的突飞猛进，液压仿真技术也日益成熟，越来越成为液压系统设计人员的有力工具，相应的仿真软件也相继出现。目前，国内外主要有FluidSIM、Automation Studio、HOPSAN、Hypneu、EASY5、SIMUL-ZD、 ADAMS/Hydraulics、Matlab/Simulink、DSHplus、20-sim、AMESim等11种液压仿真软件。Changsha University of Sc

6、ience & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院液压系统建模及仿真技术发展方向液压系统建模及仿真技术发展方向 现代液压仿真技术得到蓬勃发展，液压仿真软件也在工程实际中得到越来越广泛的应用。纵观计算机仿真和液压技术的最新进展，液压仿真软件主要有如下几个发展方向：（1）深入研究液压系统的建模和算法，开发出易于建模的液压系统仿真软件。（2）进行最优化设计的研究。（3）完善仿真模型库，增强液压仿真软件的通用性。（4）吸收多媒体技术，使液压仿真软件更加直观、实用。Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程

7、学院 2AMESim简介Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院AMESim概述概述 AMESim是法国IMAGINE公司于1995年推出的基于键合图的液压/机械系统建模、仿真及动力学分析软件，即“多学科领域复杂系统建模仿真平台”。该软件包含IMAGINE技术，为项目设计、系统分析、工程应用提供了强有力的工具。它为设计人员提供便捷的开发平台，实现多学科交叉领域系统的数学建模，能在此基础上设置参数进行仿真分析。 AMESim软件中的元件间都可以双向传递数据，并且变量都具有物理意义。它用图形的方式来描述系统中各设备间

8、的联系，能够反映元件间的负载效应和系统中能量、功率的流动情况。 AMESim使得工程师迅速达到建模仿真的最终目标：分析和优化工程师的设计，从而帮助用户降低开发的成本和缩短开发的周期。 AMESim已经成功应用于航空航天、车辆、船舶、工程机械等多学科领域，成为包括流体、机械、热分析、电气、电磁以及控制等复杂系统建模和仿真的优选平台。Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院AMESim软件包软件包 AMESim：AMESim软件包的主产品。AMESim是完 成工程系统仿真的高级建模环境AMERun：是没有方案模式和子

9、模型模式的AMESimAMESet：使用AMESet生成新的图标和子模型AMECustom：使用AMECustom，可以定制子模型和超级元件Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院AMESim用户界面用户界面Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院AMESim机械库机械库Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院AMESim液压库液压库Changsha

10、University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院AMESim液压元件设计库液压元件设计库Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院 液压系统计算机仿真实例3Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院基于基于AMESim的液压千斤顶仿真的液压千斤顶仿真 F2液压千斤顶原理图液压千斤顶原理图1.杠杆手柄 2.小缸体 3.小活塞 4、7.单向阀 5、6.油管8.重物 9.大活塞 10.大

11、缸体 11.管道 12.截止阀 13.油箱 驱动杠杆手柄1上下移动的机械能，通过小缸体2、小活塞3以及单向阀4和7，转换成了油液的压力能，此压力能又通过大缸体10和大活塞9转换成举升重物运动的机械能，对外做功。实现了力和运动的传递。液压千斤顶工作原理液压千斤顶工作原理Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院液压千斤顶液压千斤顶AMESim仿真模型回路仿真模型回路液压千斤顶仿真回路模型液压千斤顶仿真回路模型123456789101、2、3元件用来模拟手动泵的杠杆，压动手柄的往复运动由输入正弦信号代替5、6单向阀用来

12、模拟排油阀和吸油阀4号液压缸用来模拟手动泵的泵体7用来模拟截止阀，其开口度用一个信号8来进行控制9用来模拟负载液压缸10用来模拟负载重物Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院液压千斤顶液压千斤顶AMESim仿真模型回路仿真模型回路手柄部分输入的模拟正弦信号手柄部分输入的模拟正弦信号重物的位移输出曲线重物的位移输出曲线Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院液压千斤顶液压千斤顶AMESim建模仿真建模仿真元件标准库建模元件标准库建模

13、Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院液压千斤顶液压千斤顶AMESim建模仿真建模仿真活塞直径：25mm活塞杆直径：12mm液压缸行程：0.3m负载质量：1000kg提供的压力：10MPa输入信号： 1Hz不考虑摩擦力不考虑泄露量Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院液压千斤顶液压千斤顶AMESim建模仿真建

14、模仿真标准元件库仿真活塞杆标准元件库仿真活塞杆- -质量块位移质量块位移4 总结Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院液压千斤顶液压千斤顶AMESim建模仿真建模仿真标准元件库仿真活塞杆标准元件库仿真活塞杆- -质量块位移质量块位移0-0.5s0-0.5s，为什，为什么会出现死区么会出现死区？Changsha University of Science & Technology汽车与机械工程学院汽车与机械工程学院 AMESim拥有一套标准且优化的应用库，拥有4500个多领域的模型。这些库中包含了来自不同物理领域预先定义好并经试验验证的部件。库中的模型和子模型是基于物理现象的数学解析表达式，可以通过AMESim求解器来计算。不同应用库的完全兼容省去了大量额外的编程。 建模和仿真分析过程表明，利用AMESim软件进行液压元件及系统建模