AMESim与Matlab液压缓冲器仿真与优化.doc

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1、4AMESim/Simulink联合仿真技术的优点   由于液压元件本身所包含的非线性，难以建立精确的数学模型。所以本文采用AMESim与Matlab/Simulink联合仿真平台对电液伺服系统中的机械液压部分和控制部分别进行建模，充分利用两套软件各自在液压系统建模仿真与数据处理能力方面的优势对电液伺服系统进行联合仿真分析。   Simulink借助于MATLAB强大的数值计算能力，能够在MATLAB下建立系统框图和仿真环境，在各个工程领域发挥着巨大的作用，是当今主流的仿真软件。但MATLAB存在不能有效地处理代数环问题等缺点，使得Simulink仿真效率往往不高。利用AMESi

2、m对Simuhnk的接口技术，把两个优秀的专业仿真工具联合起来使用，就能既发挥AMESim突出的流体机械的仿真效能，又能借助MATLABlsimulink强大的数值处理能力，取长补短，取得更加完美的互补效果。这种联合仿真的技术对多领域系统(如流体与控制结合系统等)的仿真效果更是无与伦比。   本文把位移作为输出量，在AMESim中的界面菜单下的创建输出图标功能与Simulink中的S函数实现连接。具体实现过程是在AMESim中经过系统编译、参数设置等生成供Simulink使用的S函数，在Simulink环境中，将建好的包含其它Simulink模块的AMESim模型当作一个普通的S

3、函数对待，添加入系统的Simulink模型中。从而实现AMESim与Simulink的联合建模与仿真。根据物理模型，把系统分为机械系统和控制系两部分，机械系统模型由AMEsim建立，控制系模型由Simulink建立。图7联合仿真AMESim环境下的液压系统模型图8Simulink环境下的电液伺服系统模型   联合仿真PID控制取Kp＝1.5，KI＝0.001，KD＝0.002系统输入一阶跃信号得到活塞杆的位移曲线，见图9。图9液压缸活塞实际输出位移与期望值曲线   联合仿真PID控制取Kp＝17，KI＝0.3，KD＝0系统输入一正弦信号得到活塞杆的位移曲线，见图10。图10液压缸

4、活塞实际输出位移与期望值曲线   由图9，图10可以看出,活塞杆位移曲线与系统输入的阶跃信号曲线和正弦信号曲线非常接近，系统稳定仿真效果是非常不错的。   在液压缸的参数设置中,有这样1个参数—死区体积(DeadVolume)。死区的油量越大，油液的可压缩性就越明显，系统就越不稳定。在默认情况下，该值为50cm3；如果把死区体积改为20cm3，得到液压缸活塞杆实际输出位移与期望值。见图11，图12。图11液压缸活塞实际输出位移与期望值曲线（KP=2.8,KI=0.002,KD=0.002,DeadVolume=50cm3）图12液压缸活塞实际输出位移与期望值线（KP=2.8,KI

5、=0.002,KD=0.002，DeadVolume=20cm3）   分析曲线，图10、图11系统的振荡就明显变小。在Simulink中很难体现死区体积对整个系统的影响，与AMESim相比这也是一个不足之处。另外蓄能器在系统中作为泵的辅助能源，也是系统吸收振动的元件。在没有蓄能器的情况与有蓄能器相比，系统更容易会出现振动，稳定性不够，所以在系统中安装蓄能器是非常有必要的，而在Simulink中很难体现蓄能器对整个系统的影响。5结语   (1)建模过程与仿真结果表明,对系统建立正确的数学模型并进行分析仿真，分析系统的动态特性，可以有效的预见系统的输出，达到对系统工作状态的了解，提

6、高了我们在设计和分析系统的效率。为进一步控制系统，提高响应速度和控制精度奠定了一定的基础。   (2)从上面可以看出利用AMESmi与Matlab/Simulink各自优点的联合仿真技术开创了一条效果很好而又不很复杂的仿真新途径。这种仿真技术更加准确的模拟了实际系统的工作状态，必将在工程领域（尤其在电液伺服控制领域）得到广泛应用。