基于MATLAB simulink的液压系统动态仿真

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基于Matlab_Simulink的液压缸建模与仿真

社 ,1996. [4 ]雷霖. 微机自动检测与系统设计 [ M ] . 北京 : 电子工业出版社 ,
2003.
作者简介 : 何忠蛟 (1974 - ) ,讲师 ,毕业于浙江大学信息学院 , 硕士 ,从事光通信技术、电子线路、光机电一体化技术等研究 ,发表论文 8 篇. Tel :0571 - 85976253 , E - Mail :he335577 @eyou. com.
线 ,不仅减少了试验工作量 ,降低试验费用 ,而且试验数据可靠 ,其实用性和曲线拟合性均很好 ,极具推广价值。
参考文献 : [ 1 ]高镇同. 疲劳应用统计学[ M ] . 北京 :国防工业出饭社 ,1996. [ 2 ]何忠蛟 ,张志斌. 输送机减速器疲劳试验原理研究 [J ] . 煤矿机
械 ,2004 , (5) :43 - 45. [ 3 ]林毓钅奇 ,陈瀚 ,楼志文. 材料力学 [ M ] . 西安 : 西安交通大学出版
收稿日期 :2005204201
Research of Transporter Restarder Fatigue Curve Based on
Maximum Likelihood Method
HE Zhong - jiao ( Information and Electron Engineering College ,Zhejiang Industry and Trade University , Hangzhou 310035 ,China)
图 6 液压缸位移 x 与时间 t 的关系 Fig. 6 Relation of cylinder’s displacement x and time t
4 结语从时间流速仿真图形可以看出 ,液压缸的流速

基于MATLAB的液压仿真系统的研究_(3)

第四章液压系统仿真平台的建立系统仿真是一个资源、仿真、分析、可视化、通信与交互等功能的集成化运行环境[18]，它具有以下特点：（1）以数据库为核心，对包括工程、模型、算法、数据和多媒体对象等各种仿真资源进行统一资源管理；（2）能支持多种仿真模型计算和多种应用问题求解，包括对动态和静态的、连续和离散的、结构化和随机的模型的仿真计算，使得各种工程和社会的应用问题都能在其上实现建模、运行、分析和可视化的功能；（3）支持远程数据采集与通信，可利用现场工程数据进行实时仿真计算，并将仿真分析结果和参数返送到现场工控系统以实现对其监控和最优控制；（4）支持直接运行其它仿真系统或与之进行数据交换，使仿真系统的功能进一步得到扩展和增强。

为实现这些功能和特点，我们在研究和实现方法上将一体化仿真的概念和原理概括成五个基本框架模型，即：信息结构模型、程序结构模型、网络与通信模型、系统互动模型、运行环境模型，并依据以上概念和模型构建开发了通用一体化仿真平台软件的原型系统。

前面三章，首先是基础知识的介绍，接下来应用电液相似原理的初步知识将液压系统理论中的有关概念转换为电理论的概念，在本章中就要进行程序系统搭建和仿真试验。

可以在一定的输入条件下根据某些系统参数的不同来测试对系统产生的影响，同时也可以根据不同的输入来测试模块仿真图的准确性。

将仿真系统和实际系统交互，首先可以建立精确数学模型，计算机采集数据后进行分析处理，研究高级控制算法、调整控制器参数以及建立寿命管理、专家诊断系统，实现设备监督和诊断功能等。

4.1 系统程序结构设计本文所设计的仿真平台的程序结构模型如图4-1所示。

初始区的功能是：设置界面，设置参数和变量，定义数组，设置仿真时间和步长，安排输出，配置仿真资源和生成实验框架。

动态区的功能是：构建模型和模型优化、在运行中解释模型、调用算法、按实验框架执行或终止计算、保存运行参数和计算结果数据等。

该区域由内部过程和函数、外部函数、控件和外部可执行程序组成，仿真平台系统的大部分算法和用户自定义功能是通过调用动态链接库的方式来实现。

基于Simulink组合机床液压系统设计与仿真

ｃｌｄｒｐｓｏａｈｐｒｍｅｅａｉｂｅ（ｉｐａｅｎ，ｖｌｃｔｃａｇｎｉｉｙｉｅｉｎＳｅｃａａｔｒｖｒｌｓｄｓｌｃｍｅｔｅｏｉｈｎｉｇｗｔｔｍｅ．ｈｎｔｅｅｃｒｅｅｅａａｙｅ，ｎｔａｙ）ｈＴｅｈｓｕｓｗｒｎｌｚｄｖ
ｍｏｅａｓａｌｈｄ．ＵｓｎｄｌｗｓｅｔｂｉｅｓｉｇＭＡＴＡＢｔｏｉｌｋｆｒｓｍｕａｉｎａａｙｉｗｏｌａｎｄｓｖｒｌｃｒｅｆｈｄａｌＬｏ］Ｓｍｕｉｏｉｌｔｎｌｓｓｎｏｕｄｇｉｅｅｅａｕｖｓｏｙｒｕｉｃ
磁换向阀或换向阀来实现换向，响应较慢，度较低。精本文利用电液伺服比例阀来将流体控制系统分析方法引入液压系统设计中。电液伺服比例阀响应速度快，控
制精度高，统运行平稳。本文利用液压仿真技术，立系建
ＺＨＡｈｎｓａ。ＬＵｏｇｐｎＷＡＮＧｕｍｉ３Ｓａ－ｈｎ’ Ｚｈｎ－ｉｇ，Ｙｏ－ｎ
（．ｃｏｌｆｃａｉｌｎｉｅｒｇａｄＡｔｍａｏＺｅｉｎｃ— ｅｈＵｎｖｒｉ，ｎｚｏ１０８１ｈｏｏＭｅｈｎｃｇｎｅｉｎｕｏｔｎ，ｈｊｇＳｉＴｃｉｓｙＨａｇｈｕ３０１）ＳａＥｎｉａｅｔ
ａｄａｒａｏａｌｙｔｍｅｉｎｉｒｖｍｅｔｐｏｒｍｕｄｂｖｉｂｅｎｅｓｎｂｅｓｓｅｄｓｇｍｐｏｅｎｒｇａｗｏｌｅａａｌｌ．ａＫｅｒｓｙｗｏｄ：ｍｏｕａｃｉｅｔｏ；ｙｒｕｉｙｔｍｓｄｓｇ；ｉｌｋｓｍｕａｉｎｄｌｒｍａｈｎ－ｏｌｈｄａｌｓｓｅ；ｅｉｎＳｍｕｉ，ｉｌｔｃｎｏ

基于MATLAB／Simulink的脱模液压系统动态特性仿真

【110】第３１卷第６期２００９－０６基于ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的脱模液压系统动态特性仿真Dynamical characteristics simulation of pushing mould hydraulicsystem based on matlab/simulink庞博，侯守全，王慧，钟亮ＰＡＮＧ　Ｂｏ，　ＨＯＵ　Ｓｈｏｕ－ｑｕａｎ，　ＷＡＮＧ　Ｈｕｉ，　ＺＨＯＮＧ　Ｌｉａｎｇ（内蒙古工业大学　机械学院，呼和浩特　０１００５１）摘要：研究了利用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件包对脱模液压系统进行动态仿真的方法。

介绍了Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件包的特点，并以脱模液压缸为对象建立了液压系统的动态模型，给出了仿真模型，详细介绍了如何利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对液压系统的动态特性进行仿真。

同时，详细讨论了影响液压系统动态特性的主要因素。

这为脱模液压系统的设计和优化提供了重要的依据，对提高脱模液压系统的动态性能具有十分重要的意义。

关键词：仿真；液压系统；动态特性中图分类号：ＴＨ　１３７．５文献标识码：Ａ文章编号：１００９－０１３４（２００９）０６－０１１０－０４收稿日期：２００８－１２－０３作者简介：庞博（１９８２－），男，山西太原人，硕士研究生，主要从事机电一体化装备研究。

０引言目前，液压技术的应用场合日益广泛，对液压元件和系统的可靠性、精确性和快速性等要求不断提高，液压系统动态特性的分析研究也日益得到重视。

随着液压系统逐渐趋于复杂和对液压系统仿真要求的不断提高，传统的利用微分方程和差分方程建模进行动态特性仿真的方法已经不能满足需要。

而ＭＡＴＬＡＢ　作为一种面向科学与工程计算的高级语言，集科学计算、自动控制、信号处理、图像处理等功能于一体，它所提供的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，支持连续、离散及两者混合的线性、非线性系统，从而成为对液压系统动态特性进行仿真的强有力的工具。

基于MATLAB的液压系统的设计与仿真

基于MATLAB的液压系统的设计与仿真西南交通大学本科毕业设计（论文）基于MATLAB的液压系统的设计与仿真摘要液压电梯是现代社会中一种重要的垂直运输工具，由于其具有机房设置灵活、对井道结构强度要求低、运行平稳、载重量大, 以及故障率低等优点, 在国内外中、低层建筑中的应用已相当普遍。

液压电梯是集机、电、液一体化的产品，是由多个相互独立又相互协调配合的单元构成，对液压电梯的开发研究涉及机械、液压及自动控制等多个领域。

本文在对液压电梯的实际工作情况做了详细分析后，假定了一个电梯具体的工作条件（包括电梯的最大负载和运行速度等），选定电梯轿厢的支承方式为双缸直顶式、支承液压缸为三级同步液压缸，并设计了满足条件的电梯液压系统。

然后根据电梯的工作条件和已设定参数，对各个液压元件进行了设计计算。

最后结合实际的情况和一些具体的产品，对液压元件的型号和尺寸的进行了确定。

在此基础上，本文对电梯液压系统进行了数学模型的建立，在建模过程中采用拓扑原理建立系统的数学模型，即先根据系统的总体结构建立液压系统的拓扑结构图，将系统分成若干个可以独立的子系统，然后再分别建立每个子系统的数学模型，最后再根据拓扑结构组合成整个大系统的数学模型。

在建立了系统数学模型后，对液压系统进行了仿真分析，得到了系统的速度、压力和位移曲线，这就更直观的反应了系统的运行过程。

根据仿真结果分析，液压缸在运行过程中速度振动较大，本论文将PID控制算法加入到系统中，采用积分分离PID控制方法对本液压系统进行了仿真分析，结果显示加入PID控制方法后系统稳定性得到了提高，具有良好的工作性能。

关键词：液压电梯;双缸直顶式;三级同步液压缸;动态仿真;PID控制目录第1章绪论 (1)1.1液压电梯的发展概况 ........................................................... 错误！未定义书签。

1.1.1 国外液压电梯的发展简况 ....................................... 错误！未定义书签。

基于MATLAB／Simulink液压伺服系统辨识仿真

模型参数，验证模型的准确性。该仿真研究对建立精确模型及控制系统研究有参考意义。关键词：对称缸液压伺服系统；线性化；ＭＡＴＡＬＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ；最小二乘法
中图分类号：ＴＨ１３７文献标志码：Ｂ文章编号：１０００－４８５８（２０１５）１０－０１２０－０４
１２Ｏ
ｄｏｉ：１０．１１８３２／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－４８５８．２０１５．１０．０２８
液压与气动
２０１５年第１Ｏ期
基于ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ液压伺服系统辨识仿真
ｓｉｍｕｌａｔｅｏｎＭＡＴＡＬＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｗｉｔｈｔｈｅｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｐｒｏｖｉｄｅｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇａｃｃｕ — ｒａｔｅｍｏｄｅｌａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓ．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｅｒｖｏ — ｓｙｓｔｅｍ，ｗｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｔｓｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄ

如何使用MATLABSimulink进行动态系统建模与仿真

如何使用MATLABSimulink进行动态系统建模与仿真如何使用MATLAB Simulink进行动态系统建模与仿真一、引言MATLAB Simulink是一款强大的动态系统建模和仿真工具，广泛应用于各个领域的工程设计和研究中。

本文将介绍如何使用MATLAB Simulink进行动态系统建模与仿真的方法和步骤。

二、系统建模1. 模型构建在MATLAB Simulink中，可以通过拖拽模块的方式来构建系统模型。

首先，将系统的元件和子系统模块从库中拖拽到模型窗口中，然后连接这些模块，形成一个完整的系统模型。

2. 参数设置对于系统模型的各个组件，可以设置对应的参数和初始条件。

通过双击模块可以打开参数设置对话框，可以设置参数的数值、初始条件以及其他相关属性。

3. 信号连接在模型中，各个模块之间可以通过信号连接来传递信息。

在拖拽模块连接的同时，可以进行信号的名称设置，以便于后续仿真结果的分析和显示。

三、系统仿真1. 仿真参数设置在进行系统仿真之前，需要设置仿真的起止时间、步长等参数。

通过点击仿真器界面上的参数设置按钮，可以进行相关参数的设置。

2. 仿真运行在设置好仿真参数后，可以点击仿真器界面上的运行按钮来开始仿真过程。

仿真器将根据设置的参数对系统模型进行仿真计算，并输出仿真结果。

3. 仿真结果分析仿真结束后，可以通过查看仿真器界面上的仿真结果来分析系统的动态特性。

Simulink提供了丰富的结果显示和分析工具，可以对仿真结果进行绘图、数据处理等操作，以便于对系统模型的性能进行评估。

四、参数优化与系统设计1. 参数优化方法MATLAB Simulink还提供了多种参数优化算法，可以通过这些算法对系统模型进行优化。

可以通过设置优化目标和参数范围，以及定义参数约束条件等，来进行参数优化计算。

2. 系统设计方法Simulink还支持用于控制系统、信号处理系统和通信系统等领域的特定设计工具。

通过这些工具，可以对系统模型进行控制器设计、滤波器设计等操作，以满足系统性能要求。

Simulink在液压控制系统仿真中的应用

Simulink 在液压控制系统仿真中的应用1 简介液压控制系统的动态响应仿真计算一直是液压行业不断研究的一个门类，在液压控制系统中有着广泛的应用。

由于液压动力机构是动态元件，其动态特性很大程度上决定着整个液压伺服系统的性能，其中四通阀控液压缸是最常见的动力机构，也是泵控系统中伺服变量泵的前置级。

以前一般采用个人编程的方法来实现系统的动态响应，但是往往要花费大量的时间来处理程序本身的问题，并且容易出错、通用性差。

SIMULINK 的问世给液压系统的动态仿真计算提供了强大的工具，在SIMULINK 环境中只需利用鼠标就可以直观的画出系统模型，然后就可以直接进行仿真，并且在仿真过程中可以随时更改某些参数，以观察其对控制系统的影响，实现了对液压控制系统的智能设计。

2 四通阀控液压缸的基本方程（1）滑阀的流量方程假设：阀是零开口四边滑阀，四个节流窗口时匹配和对称的，供油压力s p 恒定，回油压力0p 为零。

阀的线性化流量方程为图1四通阀控液压缸原理图L q V c Lq K x K p =- （1）在动态分析时，需要考虑泄漏和油液压缩性的影响。

由于液压缸外泄漏和压缩性的影响，使得流入液压缸的流量1q 和流出液压缸的流量2q 不相等，即12q q ≠。

为了简化分析，定义负载流量为12L 2q q q +=（2）式中 q K ——四通阀的流量增益；c K ——四通阀的流量—压力系数； V x ——阀芯的位移； L q ——负载压力。

（2）液压缸流量连续性方程流入液压缸进油腔的流量1q 为p 111pip 121()ep e dx V dp q A C p p C p dtdt β=+-++（3）从液压缸回油腔流出的流量2q 为p 222pip 122()ep e dx V dp q A C p p C p dtdtβ=+-++（4）式中 p A ——液压缸活塞有效面积； p x ——活塞位移；ip C ——液压缸内泄漏系数； ep C ——液压缸外泄漏系数；e β——有效体积弹性模量（包括油液、连接管道和缸体的机械柔度）； 1V ——液压缸进油腔的容积（包括阀、连接管道和进油腔）； 2V ——液压缸回油腔的容积（包括阀、连接管道和回油腔）。

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二、仿真
1、Simulink简介可实现动态系统建模、仿真、分析等。广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。采用方块图结构图形对接，跟用笔和纸来画一样容易，与传统仿真软件相比，
更直观、方便、灵活。
可从上到下、左到右创建模型，可以编辑子系统，随意性较高
2、案例设计一个结构物的疲劳试验机，已知：结构物刚度K=2.55×106N/m，结构物质量m=18 k g；要求最大加载力Fmax=5×103N，设计时系统的油源压力取：Ps=10×106 Pa 。滑阀流量方程： qL Kqxv KCpL 液压缸流量 qL Ap CtppL dt 4e dt 连续性方程：出力而没有Βιβλιοθήκη 移图6 活塞杆位移Xp/m
需要的运行空间也大，而非对称液压缸构造简单，制造容易。
四通阀控制对称液压缸是液压系统中一种常用的液压动力元件工作原理
如图1所示，四通滑阀控制液压缸拖动带有弹性和粘性阻尼的负载作往复运动。其中，假定供油压力Ps恒定，回油压力P0近似为零。
图1 四通阀控制对称液压缸原理图
图2 常见四通阀图片
dxp
Vt dpL
2 d xp dxp 液压缸和负载 AppL mt 2 Bp Kxp FL 的力平衡方程： dt dt
三个基本方程经过拉氏变换得：
qL Kqxv KCpL dxp Vt dpL qL Ap CtppL dt 4 e dt d 2 xp dxp AppL mt 2 Bp Kxp FL dt dt
表1 仿真参数
仿真结果（取样时间T=1s）
图4 系统压力P/Pa 图5 油缸输出力F/N
由仿真结果图得出：
可以看出系统的压力与液压缸的输出力从0逐渐上升，在t=0.5s时，系统达到稳定状态，此时系统压力为 P=7.41×106 Pa，液压缸的输出力为F=5000 N，符合预期设计要求
可以看出开始时，活塞杆的位移很快达到2.8 mm且有振荡，随后在系统达到稳定状态的过程中，活塞杆的位移逐渐减小到0，这表明活塞杆只在结构物破坏的一瞬间有位移，其他时间活塞杆只输
QL KqXv KCPL Vt QL ApsXp CtpPL sPL 4e ApPL mts Xp BpsXp KXp FL
2
图2 阀控液压缸的方块图
建立simulink仿真模型
图3 液压系统仿真模型
为了便于模拟，对模型各个参数进行初始化。其中Step模块为系统提供一个阶跃信号，与阀芯位移有关。
基于Simulink的液压系统动态仿真
汇报人：xxx
一、阀控液压系统缸简介
液压动力元件可以分为四种基本形式：阀控液压缸、阀控液压马达、泵控液压缸和泵控液压马达。四种液压动力元件虽然结果不同，但其特性是类似的。
阀控液压缸系统是工程上应用较广泛的传动和动力系统。由于阀控对称液
压缸系统比阀控非对称液压缸系统具有更好的控制特性，因此，在实际生产中得到了广泛的应用，但是对称液压缸加工难度大，滑动摩擦阻力较大，