液压系统仿真软件及其应用

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1、液压系统仿真软件及其应用 王　亮1,韩　虎2,高　洁1(1.    山东科技大学机电学院,山东青岛266510;2.临沂师范学院工程学院,山东临沂276005) 摘 要:主要介绍了几种常用液压系统仿真软件:Hopsan,ADAMS/Hydraulics,Matlab/Simulink,AMESim,简要分析了这些软件的特点,最后分别给出了每种软件的工程实例应用,择这些仿真软件中的一种进行液压系统设计。关键词:液压系统;仿真;ADAMS/Hydraulics;MATLAB/Simulink;AMESim中图分类号:TP31　文献标志码:A　文章编号:1003-0794(2007

2、)12-0102-03SystemSimulationSoftwareandUtilizationWANGLiang1,HANHu2,GAOJie1(1.    CollegeofMechanicandElectricEngineering,ShandongUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266510,China;2.EngineeringCollege,LinyiNormalUniversity,Linyi276005,China) Abstract:Somekindsofhydraulicsystemsimulationso

3、ftwarewereintruduced:Hopsan,ADAMS/Hydraulics,Matlab/Simulink,AMESim,analyzedtheirowncharacter,atlast,givenaprojectapplicationexamplerespectively,thisexamplesprovedthatcanchoseakindofhydraulicsystemsimulationsoftwaretocarryondesigningofhydraulicsystem.Keywords:hydraulicsystem;simulation;ADAM

4、S/Hydraulics;MATLAB/Simulink;AMESim 0　引言    随着机电一体化技术在现代机械中的应用,液压系统在一台机械中的造价比率越来越高,液压系统越来越复杂,因此对液压系统进行设计和分析的困难越来越大。与此同时,流体力学、算法理论等相关学科的迅速发展,液压仿真技术迅速发展,相应的仿真软件相继出现。目前,主要有Hopsan,ADAMS/Hydraulics,Matlab/simulink,AMESim等仿真软件,下面就对这些软件进行介绍。 1　Hopsan (1)Hopsan软件简介    瑞典从1977年开始研制,历时8a推出了Hopsan液压系统

5、仿真软件。Hopsan软件的建模方法是元传输线法,源于特征法和传输线建模。这种方法特别适合并行计算,从而提高计算速度和实现分布计算功能。在传输线方法上增加了可变时间步长法,解决系统的刚性和断点问题,与键合图法(BONDGRAPH)相比,键合图法只能描述元件间的连接关系,不能反映元件间的因果关系,而传输线法能够描述出元件间的因果关系。该软件还拥有图形建模功能,元件图采用WMF图元文件格式,新版本的软件增加了WMF图元文件编辑器。它的图形建模功能较好,界面友好,编辑方便,效率很高,速度快;有系统连接时可合理性的判断,对错误的连接方式可以在一定程度上避免。可以方便地更改元件的图形文

6、件,实现元件图的转换。该软件有图形元件库,元件库元素可以动态添加,用户可以编辑软件,设定元件图形,连接用的油口,以及用于仿真计算的变量等。参数的赋值通过对话框来设定。    Hopsan还可以对系统的一些行为进行优化,也可以用来进行离线参数评估,通过计算比较仿真结果和测量结果的差别,并且通过优化使之最小,在一定程度上实现了仿真与实验的连接。为了进行有效的仿真试验,该软件拥有强大的命令接口,这可以对参数变化研究进行系列的仿真,还有诸如频率分析等强大的后处理工具。同时,拥有Matlab软件的接口。    Hopsan软件最重要的3个特点可归纳为:动态的图形元件库和图形建模功能,优

7、化方法用于对系统行为的优化和参数的离线评估以及具有实时仿真和分布式计算功能。 (2)工程应用实例    以YZ18A型振动压路机的液压系统为例进行建模、仿真。图1(a)为Hopsan下的液压模型,图1(b)为振动频率为30Hz时马达转速曲线。  2　MATLAB/Simulink (1)简介    MATLAB是MathWorks公司于1982年推出的一套高性能的数值计算可视化软件,它除了传统的交互式编程之外,还集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体,其强大的扩展功能为各个领域的应用提供了基础,