AMESim 泵阀协调控制电动静液作动器方案分析
基于AMESim的比例流量阀动态特性分析
龙源期刊网
基于AMESim的比例流量阀动态特性分析
作者：李际勇
来源：《中国新技术新产品》2016年第09期
摘 要：液压元件要求其具有良好的动态特性，利用AMESim对带压力补偿比例插装流量阀动态特性进行建模分析与仿真。简单介绍了AMESim软件并阐述了带压力补偿的比例插装流量阀的工作原理，根据比例插装流量阀的结构及参数利用AMESim软件进行建模分析与仿真。
关键词：比例插装流量阀；AMESim；建模分析与仿真
中图分类号：TH137 文献标识码：A
1 前言
对于液压元件除了要满足其必须完成的预定动作和静态特性外，也要求其具有良好的动态特性。在某型45吨磁性粉末液压机的设计中，由于其液压缸的快速运动阶段需要很大的流量，且油液在经过流量阀后压力有一定的损失，所以在设计时决定采用带有压力补偿的比例插装流量阀。为进一步了解加装压力补偿后比例插装流量阀的动态特性，需要对其进行建模与仿真。
液压元件（系统）建模的方法主要有解析法、状态空间法、功率键合图法、“灰箱”建模法以及利用计算机软件建模法等。其中，软件建模法主要利用现有的仿真软件对液压系统建模仿真，经过几十年的研究与发展，液压仿真软件伴随着计算技术的发展其性能逐渐成熟稳定，成为现在研究液压元件（系统）动态性能并建立模型进行仿真的重要手段。本次建模仿真就利用近些年比较流行的AMESim软件进行建模分析。
2 AMESim软件简介
AMESim是一款多学科领域的建模仿真软件，它提供了一个系统工程设计的平台，它以元件本身设计的性能为出发点，充分考虑摩擦、液体、气体及环境的温度等难以建模的部分，对元件组成部分和系统进行功能性仿真和优化，并且能够与其他仿真软件进行联合仿真和优化。
AMESim软件由AMESim、AMESet、AMECustom、AMERun四部分功能模块组成。其中，AMESim模块主要是系统建模、仿真和分析，它的工作模式为：根据系统的原理结构图建立模型——选择需要的元件模型——根据设计需要设定元件的参数——运行仿真软件——分析得到的结果。
基于AMESim的AVG变量泵动态特性研究分析
基于AMESim的AVG变量泵动态特性分析
2
———————————————————————————————— 作者：
———————————————————————————————— 日期：
3 基于AMESim的A4VG变量泵动态特性分析
2011-11-15 15:54:54 作者：孙东坡 王建明 张戈 魏海洲 来源：
•
本文介绍了对在大吨位履带起重机液压系统中广泛应用的A4VG主泵工作原理及内部结构进行深入分析，建立A4VG主泵详细的AMESim仿真模型，分析动态变化过程中伺服阀芯及排量调节缸的动作过程，实验结果验证了仿真模型的正确性。
0 引言
采用先进的数字化样机技术进行产品开发，可以提高产品开发效率、节约成本。重要部件的仿真模型是整机数字化样机的重要组成部分，它的准确与否直接影响整机数字化样机的质量。
A4VG系列泵是德国力士乐公司生产的变量泵，在大吨位履带起重机中得到广泛的应用。本文通过对A4VG250EP4变量泵调节机构的深入分析，结合泵调节机构内部结构建立其AMESim仿真模型，对其动态性能进行仿真分析及实验研究，保证主泵模型的准确。
1 A4VG变量泵原理及结构
1.1 A4VG泵工作原理
A4VG250EP4变量泵液压原理如图1所示。其由伺服阀、变量调节缸、柱塞、斜盘、单向溢流阀及压力切断阀等组成。其中由伺服阀和变量调节缸等组成的变量调节机构决定了主泵的动态响应。
图1 A4VG250EP4变量泵液压原理图
由图1可知，a、b两端比例电磁铁电流的大小决定了伺服阀打开的方向及开口度，通过控制伺服阀开口可以改变变量活塞的位移，进而改变泵斜盘的倾角，达到变量的目的。该系统是力反馈式闭环控制回路，具有结构紧凑，响应快速等优点，且便于远程控制。
《基于AMESim的飞机试验液压作动筒的故障特性仿真》
《基于AMESim的飞机试验液压作动筒的故障特性仿真》
摘要：AMESim是一种工程系统高级建模和仿真平台软件，飞机试验液压作动筒的主要作用是在静力或疲劳试验过程中实现对飞机结构的加载或自由度约束等。以试验所用的30吨行程1米的作动筒为例，介绍该作动筒的结构与工作原理，利用AMESim对该作动筒的液压系统建立模型并进行仿真，提取该作动筒不同故障的压力流量特征。通过分析仿真结果可进一步了解作动筒的故障特性，对作动筒故障的预防和排除有较为积极的作用。
关键词：AMESim软件、飞机试验作动筒、液压系统、仿真、故障特征
1.前言
在飞机结构试验中液压作动筒作为主要的加载工具要求具有加载精度高，反应迅速等特点。它的加载精度，可靠性对试验安全、质量等有着直接的影响。在实际工作当中，为了在试验过程中安装方便等，作动筒使用了集成阀块，这就使得油路系统趋于集中复杂，故障发生的可能性增大，在故障初期不易发现，同时故障出现后又诊断困难。因此，研究飞机试验液压作动筒故障机理对液压作动筒的安全、稳定和高效运行及试验安全等具有重要意义。以我所使用的设计载荷为30t、行程1m的作动筒为例（如图1所示）。
该作动筒由缸体，阀块和传感器组成，液压阀有伺服阀、电磁换向阀、液控单向阀和节流阀等。在使用过程中的主要故障有缸体内泄露，外泄露；由于油液污染造成的伺服阀灵敏度、分辨率降低；还有其他一些电气故障等。由伯努利方程可知，当液压系统的发生故障时，最直接的表现就是系统压力和流量的变化。所以本次仿真主要在进油口，回油口加上监测点，找出该点的油压、流量与相关故障的对应关系从而在以后的使用过程中通过压力流量的变化来判断故障的类型。
2.基于AMESim的液压系统仿真模型
AMESim表示工程系统仿真高级建模环
境（Advanced Modeling Environment forperforming Simulation of engineering
基于AMEsim的液压系统建模与仿真
基于AMEsim的液压系统建模与仿真
液压系统是工程中常见的一种动力传输系统，它通过液压传动来实现力的传递和执行机构的动作控制。液压系统具有传动效率高、传动力矩大、动作平稳、反应灵敏等优点，因此在机械制造、航空航天、船舶、石油化工、建筑工程等领域得到了广泛应用。为了更好地设计和优化液压系统，工程师们常常需要对液压系统进行建模与仿真分析。
AMEsim是一种基于物理的系统级建模和仿真软件，可以用来对复杂的液压系统进行建模与仿真。它能够快速准确地模拟液压系统的动态特性，并通过仿真分析系统的运行状态、性能和参数变化对系统进行优化。本文将介绍使用AMEsim对液压系统进行建模与仿真的步骤和方法。
一、液压系统建模
1.系统结构设计
在进行液压系统建模前，需要根据实际应用场景设计系统的结构和组成。液压系统通常包括液压源、执行元件、控制元件和辅助元件等部分。液压源一般由油箱、泵和电动机组成，用于产生液压能。执行元件包括液压缸、液压马达等，用于产生力和运动。控制元件包括阀门、液压控制阀等，用于控制液压系统的动作和方向。辅助元件包括滤油器、冷却器等，用于保护和维护液压系统。在建模时，需要将这些部分进行合理的组织和连接。
2.建立物理模型
在AMEsim中，可以通过图形化界面来建立液压系统的物理模型。首先需要选择合适的元件模型，并将其拖放到系统工作区中。可以选择液压缸、液压马达、液压泵、油箱、阀门等元件模型。然后通过连接线将这些元件连接在一起，形成完整的系统结构。在建立连接时，需要考虑元件之间的流动方向和控制信号的传递。
3.设定参数和初始条件
建立物理模型后，需要对各个元件的参数进行设定。这些参数包括液压源的功率、泵的流量和压力、执行元件的有效面积和行程、控制阀的开启和关闭时间等。还需要对系统的初始条件进行设定，如油箱中的油液初始压力和温度等。
基于模糊PID的电动静液作动器位置控制系统
基于模糊PID的电动静液作动器位置控制系统
任彬;祁晓野
【摘 要】根据电动静液作动器系统结构组成及工作原理,在AMESim软件中搭建了系统模型,利用经典三环PID控制方式进行控制仿真,系统响应不能达到使用要求.文中确定了模糊语言变量和隶属度函数,制定了模糊规则,确定了模糊推理和清晰化的方法,设计了一种新型模糊PID控制器,并利用Fuzzy Logic Toolbox在Simulink中完成模糊PID控制器建模.通过AMEsim与Simulink进行联合仿真,对比三环PID控制和模糊PID控制下的系统响应曲线.结果表明,模糊PID控制比常规PID控制在实现电动液作动器系统的位置控制上具有更好的动态响应特性,上升时间为0.175 s,提高了21.5％,满足系统使用需求.%According to the structure
and working principle of the electric hydrostatic actuator system,a system
model is built in the AMESim software,and the control is simulated by the
classical three loop PID control mode.The system response can't meet the
requirement of use.Fuzzy language variables and membership functions
are determined,fuzzy rules are formulated,fuzzy reasoning and clarification
methods are determined,a new fuzzy PID controller is designed,and Fuzzy
Logic Toolbox is used to complete fuzzy PID controller modeling in
电动静液作动器框图建模与控制
电动静液作动器框图建模与控制
电动静液作动器框图建模与控制
功率电传作动系统是未来飞行控制的发展方向,它取消了传统的中央液压油源.电动静液作动器是功率电传系统的执行机构,在作动器端把电能转化为局部液压能,兼具传统液压系统和直接电力驱动作动器的优点.根据其元部件数学方程,建立非线性框图子模型,构造了一种定排量变转速电动静液作动器,完善了补油回路和摩擦特性的描述.通过考察作动器稳定性、静态刚度和动态性能指标,对单环比例、积分、微分(PID,Proportion Integration Differentiation)、多环PID、全状态反馈控制等方法进行了设计及比较分析.仿真结果表明,结合动态压力反馈策略的全状态反馈控制器能有效改善系统的动、静态性能.
作 者： 康荣杰 焦宗夏 王少萍 Kang Rongjie Jiao Zongxia Wang
Shaoping 作者单位： 北京航空航天大学,自动化科学与电气工程学院,北京,100191 刊 名： 北京航空航天大学学报 ISTIC EI PKU 英文刊名：
JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS AND
ASTRONAUTICS 年，卷(期)： 2009 35(3) 分类号： V245
TH137 关键词： 电动静液作动器 框图模型 仿真 控制
基于AMESim的装载机工作液压系统仿真分析
龙源期刊网
基于AMESim的装载机工作液压系统仿真分析
作者：王峰
来源：《科技资讯》2018年第21期
摘 要：AMESim软件作为液压仿真分析件之一，凭借其自身的优势特点，在机械工程液压行业广泛应用。结合实际装载机工作液压系统和机械动作结构，介绍了AMESim软件在液压系统设计中的应用。对装载机铲斗及其相关液压系统进行了建模仿真计算，说明了若液压泵选择不当可能造成的后果，为液压泵的选择提供了借鉴数据。同时针对负载敏感液压系统进行了仿真分析，验证了其可行性。并且进行了机液联合仿真计算，为机械耦合设计提供了新思路。
关键词：液压系统仿真 装载机 AMESim
中图分类号：TH243 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）07（c）-0074-02
由于机电液耦合运动操控方式的不断改进，在全球化趋势越来越明显的今天，各个行业的竞争也来越激烈，机制行业则有过之而无不及。面对这样的局面，如何迅速、精准地设计机械液压系统，是提高企业竞争力的关键所在[1]。
1 AMESim仿真分析软件
AMESim是一款多学科领域复杂系统建模仿真平台。该软件拥有超过27个不同方向的工具包，每个工具包由该学科的基础结构单位组成，且这些不同学科方向的工具包中的基础结构单元都是实际应用中验证过的，是可行的。该软件拥有与多种软件通讯的接口，可以与Simulink、Adams、Simpack、Flux2D、RTLab、SPACE软件联合仿真。
2 装载机工作液压系统的建模与仿真
2.1 装载机工作系统建模
结合模拟项目，在软件的液压部件包和机构包中挑选合适的结构，然后设立动作系统的液压部分和动作结构，调整各方面数据，通过操作信号使用液压结构。在模拟的操作时，液压部件对动作结构作用一个力，令动作结构能够执行到位，动作机构的速度、位移量和加速度等数据传输给液压部分，液压部分根据需要再进行调整，以完成模拟。
基于AMESim的泵控马达变转速系统仿真分析
2010年第9期液压与气动
基于AMESim的泵控马达变转速系统仿真分析
彭天好,朱刘英,胡佑兰
Smiulationanalysisofpumpcontrolmotorvariablespeed
systembasedonAMESmi
PENGTianhao,ZHULiuying,HUYoulan
(安徽理工大学机械工程学院,安徽淮南232001)
摘要:介绍了泵控马达变转速调速实验系统的组成,推导了变频器及电机的数学模型,根据数学模型在AMESim中构建了变频器及电机的仿真模型,并与液压系统回路仿真模型相结合,从而在AMESim中建立了泵控马达变转速调速系统的仿真模型,并对系统的开环及闭环PID特性进行了仿真分析,通过仿真分析,
得到了有益的结论。
关键词:AMESim;泵控马达;变转速;PID控制;仿真分析
中图分类号:TP137文献标识码:B文章编号:10004858(2010)09003303
0引言
变量泵控马达的容积调速回路常用于大功率液压
系统中,在工程领域也有较广泛的应用,如采煤机、液
压提升机等。但是这种泵控马达容积调速方式存在系统复杂、自动化程度低、对油液要求较高等缺点,其控
制精度、工作效率没有得到很大的提高。交流变频电
机与定量泵构成的电液控制系统不仅同样可以避免节流和溢流损耗,而且在轻载时还可提高异步电动机的
运行效率和功率因数,泵控马达变转速调速系统在不
同的控制参量时具有不同的性能特点和控制方
法[1-2],本文主要是通过在AMESim中建立系统的仿真模型,分析马达的转速特性,并通过PID控制,改善
系统的性能。
1泵控马达变转速系统的原理
泵控马达变转速系统的原理图如图1所示,系统主要有由变频器、变频调速三相异步电机、变量泵、溢
流阀、比例方向阀、比例溢流阀、马达和加载泵组成。
改变变频器1接收的控制信号,可以改变变频器供给异步电机2的电压,从而调节电机的转速,电机带
基于AMESim的钻机恒压变量泵控液压系统仿真分析
基于AMESim的钻机恒压变量泵控液压系统仿真分析
摘要：
本文论述了基于AMESim的钻机恒压变量泵控液压系统仿真分析。为了更好地理解钻机恒压变量泵控液压系统的动态行为，我们利用AMESim软件进行仿真分析，三维建模仿真模型，用来考察实验系统的气动控制模型随着时间变化的特性，比较各项参数的影响，如液压源频率、阀斜坡比特率和负载变化，研究了液压供给系统的容积损失、流量脉动和泵压力的变化情况。最后，建立了仿真模型，对其进行模拟，研究钻机恒压变量泵控液压系统的性能，并获得了理想的仿真结果。
关键词：amesim；恒压变量泵；液压系统；仿真分析；
正文：
1 引言
液压系统是一种重要的动力传动系统，广泛应用于农业机械、工业机械、汽车工业、航空航天以及医疗等领域。近年来，随着计算机技术的发展，计算机仿真技术已经成为研究工业机械系统的有效手段，可以有效解决复杂工业机械系统设计和控制中存在的问题。基于AMESim的模拟仿真技术可以大大减少研究过程中的实验时间，提高研究的效率，有效降低研究成本，而且可以通过三维建模仿真模型，更好地反映复杂的实际工业过程。
本文通过基于AMESim的钻机恒压变量泵控液压系统仿真分析，从而深入考察其动态行为和特性，考察实验系统的气动控制模型随时间变化的特性，并使用amesim仿真模型，对液压供给系统的容积损失、流量脉动和泵压力进行详细分析，进而更好地了解液压系统的动态性能，促进液压系统的可靠性和可控性。
2 模型建立
为了建立钻机恒压变量泵控液压系统仿真模型，我们使用AMESim软件建立了一个三维建模仿真模型，主要由一台恒压变量泵和一台液压发动机组成，模型由通用模块和气动模块构成。图1是建立的仿真模型。
3 仿真结果
（1）控制参数
在仿真模型中，我们首先考察了液压源的频率、阀斜坡比特率和负载的变化对恒压变量泵控液压系统的影响。图2显示了在恒压变量泵控液压系统中液压源频率和负载变化时动态特性的变化情况。
电液比例控制论文：轴向柱塞泵AMESim恒功率控制模糊自适应PID
电液比例控制论文：轴向柱塞泵AMESim恒功率控制模糊自适应PID
【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。
【摘要】电液比例变量柱塞泵以其节能，控制精确，频响高和寿命长的特点，被广泛应用于冶金、矿山、锻压、工程机械、船舶等领域。作为液压系统的重要动力元件，电液比例变量柱塞泵效率的提高，控制性能的改进是液压领域研究的一个重要课题。本文针对电液比例变量泵，在AMESim中建立变量泵系统的完整仿真模型。通过分别对压力控制和流量控制的动态特性仿真，揭示了变量泵主要结构参数对系统在两种控制方式下输出动态特性的影响规律。通过改进流量控制油路，使得系统流量调节所需的最低输出压力大幅减小。本文设计了变量泵的恒功率控制方案，并进行了仿真分析，最后针对变量泵压力控制输出超调量大的问题，采用不同控制策略，应用Matlab/Simulink工具箱设计了变量泵系统的PID,模糊和模糊自适应PID控制器。通过AMESim和Simulink的联合仿真，验证了控制效果，并比较了不同控制器的控制性能。仿真结果表明，采用控制器后，系统的超调明显减小，响应速度加快，系统的动态特性得到显著改善。
【关键词】电液比例控制；轴向柱塞泵；AMESim；恒功率控制；模糊自适应PID；
【篇名】电液比例变量柱塞泵的动态特性仿真
【目录】电液比例变量柱塞泵的动态特性仿真致谢5-6摘要6-7Abstract7第一章 绪论12-161.1 电液比例控制技术概述12-131.1.1 电液比例技术的发展概况121.1.2 电液比例技术的特点12-131.2 比例轴向变量泵简介13-151.2.1 比例轴向变量泵的国外研究现状13-141.2.2 比例轴向变量泵的国内研究现状14-151.3 本论文的研究意义及主要研究内容15-161.3.1 本论文的研究意义151.3.2 本论文的主要研究内容15-16第二章 电液比例变量轴向柱塞泵的组成和工作原理16-192.1 电液比例变量泵的组成162.2 电液比例变量泵的工作原理16-182.2.1 压力控制原理17-182.2.2 流量控制原理182.3 本章小结18-19第三章 电液比例变量轴向柱塞泵的建模与仿真19-373.1 AMESim 仿真软件的介绍193.2 系统各组成部分与泵整体的数学建模与仿真19-363.2.1 电液比例换向阀的数学建模与仿真19-243.2.2 压差调节阀的建模与仿真24-283.2.3 压力传感器的选型和数学建模28-293.2.4 角位移传感器的选型和数学建模29-303.2.5 放大器的数学模型30-323.2.6 柱塞泵模型的建立32-363.3 本章小结36-37第四章 压力控制特性仿真37-484.1 放大器输入电压对变量泵输出压力的影响37-394.2 比例换向阀结构参数对系统输出压力的影响39-444.2.1 比例换向阀弹簧刚度对系统输出压力的影响394.2.2 比例换向阀弹簧预紧力对系统输出压力的影响39-404.2.3 比例换向阀阻尼孔孔径对系统输出压力的影响40-424.2.4 比例换向阀阀芯直径对系统输出压力的影响42-434.2.5 比例换向阀阀芯质量对系统输出压力的影响43-444.3 控制柱塞结构参数对系统输出压力的影响44-474.3.1 控制柱塞阀芯直径对系统输出压力的影响44-454.3.2 控制柱塞弹簧刚度对系统输出压力的影响454.3.3 控制柱塞弹簧预紧力对系统输出压力的影响45-474.4 斜盘转动惯量对系统输出压力的影响474.5 本章小结47-48第五章 流量控制特性仿真48-605.1 放大器输入电压对变量泵输出流量的影响48-495.2 比例换向阀结构参数对系统输出流量的影响49-545.2.1 比例换向阀弹簧刚度对系统输出流量的影响49-505.2.2 比例换向阀弹簧预紧力对系统输出流量的影响505.2.3 比例换向阀阻尼孔孔径对系统输出流量的影响50-525.2.4 比例换向阀阀芯直径对系统输出流量的影响52-535.2.5 比例换向阀阀芯质量对系统输出流量的影响53-545.3 控制柱塞结构参数对系统输出流量的影响54-575.3.1 控制柱塞阀芯直径对系统输出流量的影响54-555.3.2 控制柱塞弹簧刚度对系统输出流量的影响55-565.3.3 控制柱塞弹簧预紧力对系统输出流量的影响56-575.4 斜盘转动惯量对系统输出压力的影响57-585.5 加装单向阀改善变量泵流量调节所需最低压力58-595.6 本章小结59-60第六章 恒功率特性仿真60-736.0 恒功率控制方式概述60-626.1 功率设定值对变量泵输出流量和压力的影响62-646.2 恒流输出流量对变量泵输出流量和压力的影响64-656.3 变量泵主要结构参数对恒功率控制下系统输出的影响65-726.3.1 控制柱塞直径对系统输出的影响65-676.3.2 控制柱塞弹簧预紧力对系统输出的影响67-696.3.3 换向阀阀芯直径对系统输出的影响69-706.3.4 换向阀阻尼孔孔径对系统输出的影响70-726.4 本章小结72-73第七章 变量泵控制系统