第九章 液压传动系统的仿真简介

1、第九章第九章 液压传动系统的仿真简介液压传动系统的仿真简介一一.仿真的基本概念仿真的基本概念 现代液压系统设计不仅要满足静态性能要求，更要满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。仿真技术在液压技术领域中的应用，归纳起来可解决段。仿真技术在液压技术领域中的应用，归纳起来可解决如下几方面的问题：如下几方面的问题：（1）对已有液压元件或系统通过理论推导建立描述它们的）对已有液压元件或系统通过

2、理论推导建立描述它们的数学模型，进行仿真实验；数学模型，进行仿真实验；（2）对已有的系统，通过建立数学模型和仿真实验，确定）对已有的系统，通过建立数学模型和仿真实验，确定参数的调整范围；参数的调整范围；（3）对新设计的元件，可通过仿真实验研究元件各部分结）对新设计的元件，可通过仿真实验研究元件各部分结构参数对其动特性的影响；构参数对其动特性的影响；（4）对新设计系统，通过仿真实验验证控制方案的可行性。）对新设计系统，通过仿真实验验证控制方案的可行性。第一节第一节 液压系统仿真技术简介液压系统仿真技术简介二二.液压仿真软件液压仿真软件1.FluidSIM 2.Automation Studio3

3、.HOPSAN 4.HyPneu5.EASY5 6.DSHplus7.20-sim 8.AMESim三三.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o深入研究液压系统的建模和算法深入研究液压系统的建模和算法o进行最优化设计的研究进行最优化设计的研究o完善仿真模型库，增强液压仿真软件的通用性完善仿真模型库，增强液压仿真软件的通用性o吸收多媒体技术，使液压仿真软件更加直观、实用吸收多媒体技术，使液压仿真软件更加直观、实用第一节第一节 液压系统仿真技术简介液压系统仿真技术简介第二节第二节 液压系统仿真软件液压系统仿真软件AMESim一一.AMESim仿真软件简介仿真软件简介 AME

4、Sim表示工程系统仿真表示工程系统仿真高级建模环境（高级建模环境（Advanced Modeling Environment for performing Simulations of engineering systems） 值的说明的是，本章中所列值的说明的是，本章中所列举的图形标题中带有举的图形标题中带有“仿真草图仿真草图”字样的图形都采用的字样的图形都采用的AMESim的的库中的图标符号，读者在学习中库中的图标符号，读者在学习中应注意同国家标准规定的液压元应注意同国家标准规定的液压元件等的图形相区别。件等的图形相区别。1.创建元件的草图创建元件的草图2.设定图标元件的设定图标元件的数学

5、描述；数学描述；3.设定元件的参数设定元件的参数4.初始化仿真运行初始化仿真运行5.绘图显示系统运绘图显示系统运行状况行状况二二.用用AMESim进行液压系统仿真的基本方法进行液压系统仿真的基本方法AMESim主窗口主窗口单击工具栏上的单击工具栏上的“Submodel mode”（子模型模式）按钮（子模型模式）按钮 ，进进入子模型设置模式，再单击工具栏入子模型设置模式，再单击工具栏上的上的“Premier submodel”（主（主子模型）按钮，为子模型）按钮，为图图中各元件设置中各元件设置主子模型主子模型。再单击工具栏上的再单击工具栏上的“Parameter mode”（参数模（参数模式）按

6、钮，设置系统元件参数。式）按钮，设置系统元件参数。三三.进油节流调速回路的进油节流调速回路的AMESim仿真仿真进入参数模式，选择菜单进入参数模式，选择菜单【Settings】【Batch parameters】，弹出对话框，弹出对话框“Batch Parameters”，将将7号元件的变量号元件的变量“constant value”拖动到该对话框拖动到该对话框的左侧列表栏中的左侧列表栏中三三.进油节流调速回路的进油节流调速回路的AMESim仿真仿真修改该对话框右侧列表栏中的修改该对话框右侧列表栏中的“Value”、“Step size”、“Num below”为为0.5、-0.1、2。点击。

7、点击OK按钮按钮三三.进油节流调速回路的进油节流调速回路的AMESim仿真仿真切换到仿真模式切换到仿真模式 ，单击设置运行参数按钮，单击设置运行参数按钮 ，弹出，弹出“Run Parameters”对话框，选中该对话框中对话框，选中该对话框中“General”选项卡中的选项卡中的“Run type”框中的单选按框中的单选按钮钮“Batch”，表示要进行批运行，表示要进行批运行三三.进油节流调速回路的进油节流调速回路的AMESim仿真仿真绘制液压缸活塞杆运动速度（绘制液压缸活塞杆运动速度（rod velocity）曲线）曲线三三.进油节流调速回路的进油节流调速回路的AMESim仿真仿真在弹出的对

8、话框（在弹出的对话框（AMEPlot）中，单击菜单）中，单击菜单【Tools】【Batch plot】，然后在，然后在AMEPlot窗口的图形上单窗口的图形上单击鼠标左键，在弹出的对话框中单击击鼠标左键，在弹出的对话框中单击OK按钮按钮三三.进油节流调速回路的进油节流调速回路的AMESim仿真仿真从图中可以看出：在节流阀通流面积从图中可以看出：在节流阀通流面积AT一定的情况下，一定的情况下，重载工况比轻载工况的速度刚性差；而在相同负载下，重载工况比轻载工况的速度刚性差；而在相同负载下，通流面积通流面积AT大时，亦即液压缸速度高时速度刚性差，大时，亦即液压缸速度高时速度刚性差，故这种回路只适用于

9、低速、轻载的场合故这种回路只适用于低速、轻载的场合三三.进油节流调速回路的进油节流调速回路的AMESim仿真仿真进油节流调速回路调节特性仿真草图三三.进油节流调速回路的进油节流调速回路的AMESim仿真仿真进口节流调速回路调节特性仿真曲线族进口节流调速回路调节特性仿真曲线族三三.进油节流调速回路的进油节流调速回路的AMESim仿真仿真四四.回油节流调速回路的回油节流调速回路的AMESim仿真仿真创建完回路后，进入参数模式，选择菜单【Settings】【Batch parameters】，弹出对话框“Batch Parameters”，将7号元件的变量“constant value”拖动到该对话

10、框的左侧列表栏中四四.回油节流调速回路的回油节流调速回路的AMESim仿真仿真修改该对话框右侧列表栏中的“Value”、“Step size”、“Num below”为0.5、-0.2、2。点击OK按钮四四.回油节流调速回路的回油节流调速回路的AMESim仿真仿真回油节流调速回路负载特性仿真曲线族回油节流调速回路负载特性仿真曲线族四四.回油节流调速回路的回油节流调速回路的AMESim仿真仿真首先进入参数模式，选择菜单【Settings】【Batch parameters】，弹出对话框“Batch Parameters”，参考图9 13，将2号元件的变量“relief valve crackin

11、g pressure”拖动到该对话框的左侧列表栏中，同时删除原有的批处理变量（7号原件的批处理变量）四四.回油节流调速回路的回油节流调速回路的AMESim仿真仿真修改该对话框右侧列表栏中的“Value”、“Step size”、“Num above”为150、30、2。点击OK按钮9.2 液压系统仿真软件液压系统仿真软件AMESim9.2 液压系统仿真软件液压系统仿真软件AMESim进口节流调速回路负载特性仿真曲线族9.2 液压系统仿真软件液压系统仿真软件AMESim下面我们来仿真节流调速回路的功率下面我们来仿真节流调速回路的功率负载特性负载特性首先切换的仿真模式，单击图9-13中的5号原件，

12、在“Variables”选项卡中，选择“force output”变量，将其拖动到“Post processing”选项卡中9.2 液压系统仿真软件液压系统仿真软件AMESim再选择原件4，从“Variables”选项卡中，拖动变量“rod velocity”到“Post processing”选项卡中修改图9 21所示中的第一行中的“Expression”列，并删除第二行（用键盘上的Delete键），修改完成后的结果如图9-22所示。即将“Expression”改为字符串“forceforcecon*vactuatormass01”9.2 液压系统仿真软件液压系统仿真软件AMESim9.2

13、液压系统仿真软件液压系统仿真软件AMESim再参考图9 14、图9 15设置批处理变量，此时运行仿真，绘制“Post processing”中的“A1”变量9.2 液压系统仿真软件液压系统仿真软件AMESim功率负载特性曲线9.2 液压系统仿真软件液压系统仿真软件AMESim9.2.5 旁路节流调速回路的旁路节流调速回路的AMESim仿真仿真9.2 液压系统仿真软件液压系统仿真软件AMESim创建完回路后，进入参数模式，选择菜单【Settings】【Batch parameters】，弹出对话框“Batch Parameters”，将7号元件的变量“constant value”拖动到该对话框

14、的左侧列表栏中，修改该对话框右侧列表栏中的“Value”、“Step size”、“Num below”为0.5、-0.2、2。点击OK按钮旁路节流调速回路负载特性曲线9.2 液压系统仿真软件液压系统仿真软件AMESim9.2 液压系统仿真软件液压系统仿真软件AMESim旁路节流调速回路AMESim仿真草图29.2 液压系统仿真软件液压系统仿真软件AMESim创建完回路后，进入参数模式，选择菜单【Settings】【Batch parameters】，弹出对话框“Batch Parameters”，将6号元件的变量“constant value”拖动到该对话框的左侧列表栏中，修改该对话框右侧列表栏中的“Value”、“Step size”