基于amesim的船台小车闭环位置控制系统研究

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1、基于AMESim的船台小车闭环位置控制系统研究誠陈文龙沈阻工^大学机械工程学院摘要：介绍Y船台小车液压控制系统的工作原理，对阀控非对称液压缸系统进行建模仿真，分析其稳定性。运用AMESim仿真软件建立液压系统的仿真模型，对仿真结果分析进行了PID校正，使得系统的输出满足技术要求。关键词：船台小车;位罝控制;AMESim仿真;PID控制;作者简介：郭政（1990—），男，硕士，研究方向为电液伺服比例控制技术；作者简介：王野牧（1965一），男，副教授，研究方向为液压伺服控制技术、电液比例控制技术。收稿日期：2017-03-07ResearchontheClosed-loopPosition

2、ControlSystemoftheBerthCarBasedonAMESimGUOZhengWANGYemuCHENWenlongSchoolofMechanicalEngineering,ShenyangUniversityofTechnology;Abstract：Thepaperintroducestheworkingprincipleofthehydrauliccontrolsystemoftheberthcar,buildsthemodelingandsimulatesvalvecontrolledasymmetricalhydrauliccylindersystemtoan

3、alyzeitsstability.AMESimsimulationsoftwareisusedtoestablishthesimulationmodelofhydraulicsystem,andanalyzethesimulationresults.PIDcorrectionisappliedinthesystemtomaketheoutputofthesystemsatisfythetechnicalrequirements.Keyword：buildingberthcar;positioncontrol;AMESimsimulatjon;PTDcontrol;Received：20

4、17-03-070引言制系统是船台小车完成功能的关键部分，控制其动作，实现船体分段上下、左右移动，从而将分段船体对中位置调节到规定误差。而其突出的设计要求是其额定举升力为130t，升降油缸的举升速度为1mm/S，要求顶升的位置精度为±0.1mnio1船台小车液压系统工作原理图1是船台小车液压控制系统原理图。船台小车的主油缸为升降油缸，由比例伺服阀15,位移传感器11等构成Meu图1船台小车液压控制系统原理图下载原图1.液压泵2.电动机3,18.单向阀4,13.压力传感器5,15.比例伺服阀6,14,7.电磁换向阀8，10.油缸9，11.位移传感器12，16.溢流阀17.电磁换向阀闭环位置

5、控制系统，电磁换向阀为锁紧装置14，溢流阀12为安全阀，防止油缸无杆腔压力过大。横向油缸同样由比例伺服阀和位移传感器等构成闭环系统，两个电磁换向阀用于锁紧。进而实现系统的控制，实现船台小车的控制动作要求。2数学模型传递函数建立及稳定性分析图2所示为阀控非对称液压汕缸的原理图，由零开U的四边滑阀和非对称缸组成。建立阀的线性化流量方程，液压缸力平衡方程，液压缸流量连续性方程。在系统应用范围内将放大器与传感器用比例环节表示，计算出闭环控制系统数学模型的各项参数，已知升降油缸规格为280/200,200mm,将所得各参数量进行赋值，得到位置控制系统的BODE图，如图3所示。可以判断该模型是稳定的

6、。CQP/M薯10°1611021图3位置控制BODE图下载原图3液压控制系统的AMESim动态响应模型建立和仿真3.1建立伺服阀仿真模型运用AMESim仿真软件选择合适的子模型，对伺服阀进行模型建立，如图4所示。参照实际伺服阀的样木对模型阀体和阀芯等参数进行设置调整，得到一个与真实伺服阀技术指标十分接近的模型，使其动静态特性与所给的样本相符。图4伺服阀仿真模型下载原图3.2建立控制系统仿真模型控制系统仿真模型如图5所示，由指令信号、放人器、伺服阀、位移传感器构成闭环位置控制系统，控制活塞杆的输出。>个130T阁5系统仿真模型下载原阁3.3控制系统的仿真与优化图6为没有加入PID控制环节

7、液压缸的位移曲线，图中液压缸的位移为148.04mm,活塞杆速度0.5m/s,而预定达到的位移为150mm。故液压缸活塞杆位置精度和速度精度不满足要求。x=142*9IB0.150.140.13x=59.87y」二0.14996410.120.110.100.09020406080时间/s阁7加入P1D校正环节位移曲线下载原阁为消除误差，增加PID校正环节，经过多次调整，将PID参数设罝为P=3.9，1=0.01,D=0,得到仿真曲