基于AMESim的数字液压缸建模与动态特性仿真.pdf

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1、基于AMESim的数字液压缸建模与动态特性仿真ModelingandDynamicCharacteristicsSimulationoftheDigitalHydraulicCylinderBasedonAMESim学科专业：机械制造及其自动化研究生：郭旭升指导教师：肖聚亮副教授天津大学机械工程学院二〇一二年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其它教育机构的学位或证

2、书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要数字液压是正在发展的液压新

3、技术，数字液压缸作为其中一种执行元件，已经显现出巨大的发展潜力。它可以运用到绝大多数电液伺服控制的场合，将传统液压复杂的速度控制和位置控制变成了单一的脉冲控制，大大简化了控制系统。本文主要通过AMESim软件对其中一种内置反馈的步进式数字液压缸进行了建模与仿真，分析了其在不同情况下的动态特性和跟踪特性。全文的主要研究内容和成果如下：（1）在研究数字化液压传动发展的基础上，重点对数字液压缸的概念以及国内外发展现状进行了介绍。利用AMESim软件进行物理建模和仿真，挖掘其优势和特点，并针对不足之处提出改进措施。（2）在研究数

4、字液压缸结构组成和工作原理的基础上，针对特定工况，对其结构参数进行了计算。同时，对阀控不对称液压缸进行了数学建模和分析，为数字液压缸的AMESim建模与仿真分析提供参考和对照。（3）根据所建立的AMESim模型，进行仿真。验证了数字液压缸增量式的工作原理，并通过改变单一变量保持其它变量不变的方法，仿真分析了负载变化、供油压力变化、制造误差、阀开口情况、连接管路杨氏模量等因素对数字液压缸动态特性的影响，同时提出了减小相应影响的措施。以正弦跟踪为例，仿真分析了数字液压缸的跟踪特性和改变运动方向时引起换向冲击的原因，针对造成冲

5、击的原因，给出了相应改善措施。（4）搭建了数字实验台，对数字液压缸的单缸重复精度和多缸同步运行情况进行了实验，与仿真结果进行了比较分析。关键词：数字液压缸；AMESim；仿真与建模；动态性能；跟踪特性IABSTRACTAsonekindofactuatorsofthedigitalhydraulicwhichisdeveloping,thedigitalhydrauliccylinderhasshowedgreatdevelopedpotentialwhichcanbeusedalmostforanyelectro-hy

6、draulicservooccasions.Itmakesthecomplexspeedcontrolandpositioncontrolintraditionalhydraulicbecomesinglepulsecontrol.Therefore,thecontrolsystemisgreatlysimplified.Inthispaper,onekindofthebuilt-infeedbacksteppingdigitalhydrauliccylindersismodeledandsimulatedbyAMESi

7、msoftware.Itsdynamicandtrackingcharacteristicsareanalyzedunderdifferentcircumstances.Themainresearchcontentsandresultsofthefulltextarelistedasfollows:(1)Onthebasisofthedevelopmentofhydraulictransmission,wemainlyintroducetheconceptandthedevelopmentstatusofthedigit

8、alhydrauliccylinderathomeandabroad.ByAMESimsoftware,dothephysicalmodelingandsimulation,tapitsadvantagesandcharacteristicsandproposeimprovementmeasuresfortheina