基于AMESim的比例阀控液压缸系统的仿真与分析

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1、2013年7月机床与液压Ju1．2013第41卷第13期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．41No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．13．046基于AMESim的比例阀控液压缸系统的仿真与分析陈曦，解宁，郭津津(天津理工大学机械工程学院，天津300384)摘要：针对比例阀控液压缸系统，应用AMESim仿真软件，对系统动态特性进行仿真。由控制策略出发，使用遗传算法对影响液压缸位置精度的PID控制器参数进行了优化。仿真结果表明：优化后的参数改善了系统性能，取得了较好的效果。关键词：仿真；遗传

2、算法；电液比例阀控液压缸中图分类号：TM743文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)13—160—4SimulationAnalysisforProportionalValveControlledCylinderHydraulicSystemBasedonAMESimCHENXi，XIENing，GUOJinjin(SchoolofMechanicalEngineering，TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，China)Abstract：Focusontheperforman

3、ceofpmpo~onalvalvecontrolledcylinder，byusingAMESimsimulationsoftware，dynamicperformanceofthesystemwassimulated．Startingbythecontrolstrategy，usinggeneticalgorithm，thePIDparametemaffectingthehydrauliccylinderpositionaccuracywereoptimized．Thesimulationresultsshowthattheusingthe

4、optimizedparameters，systemper-formancecanbeimproved，andexcellentresultsateachieved．Keywords：Simulation；Geneticalgorithm；Electro—hydraulicproportionalvalvecontrolcylinder随着我国机械工业的发展，机电一体化程度的不断提高，对液压系统的控制精度提出了更高的要求。以前通常利用试凑法，通过长时间试验，不断修改，得到相关控制参数，进而提高系统的控制精度，这种方式常常耗费大量的人力、物力、财

5、力。随着计算机技术的发展，利用计算机仿真及优化技术，对相关的控制参数进行优化设计，进而提高系统的控制性能，YI使系统稳定性、快速性、准确性得到一定程度的提升，已成为一种新的方式。AMESim是由法国Imagine(磁性)公司开发的多领域系统仿真集成软件，为机械、液例换向阀压、控制、电器、电磁等工程系统提供了一个优秀的仿真、设计、测试平台。作者应用AMESiml0．0，结感器合遗传算法对PID控制器的3个参数进行优化设计，在全局范围内进行搜索，寻找满足系统要求的最优图1比例阀控液压缸液压系统原理图解。系统通过控制软件给定一指定值(阶跃信号)，1系

6、统的组成及原理信号经过数字PID控制器调节和数据采集卡D／A模电液比例阀控液压缸液压系统原理如图1所示，块转化为模拟量电压传递给比例控制器，比例控系统主要由定量叶片泵1、单向阀2、压油滤油器3、制器将信号放大并且转化为电流信号，传递给电液比压油滤油器(磁性)4、三位四通比例换向阀5、双例阀，从而控制阀芯的位移，通过控制电液比例阀的活塞杆缸6、蓄能器7、光栅位移传感器8、负载挡阀芯开度，进而控制流经电液比例阀的液压油的流块9及安全阀组YI组成。收稿日期：2012—06—14作者简介：陈曦(1988一)，男，硕士研究生，研究方向为液压系统的建模仿真

7、与控制。E—mail：henanligongcxhpu@163．com。第13期陈曦等：基于AMESim的比例阀控液压缸系统的仿真与分析·161·量，最终控制液压缸活塞杆的速度和位移。液压缸移，进而控制液压缸的位移及移动速度；而PID初始上有光栅位移传感器，它将液压缸活塞的位置信息动参数是根据经验调试确定的。其他参数，如液体黏度态地检测并通过数据采集卡传递给计算机，构成闭环系数、油温等重要参数是在常规状态下考虑的，则选系统。其工作流程图如图2所示。AMESim软件模型库提供的首选参数即可满足要求。D／A电压电流流量位移表1参数设置表电动机额定转

8、速／(r·min)一l泵额定排量／(mL·r)溢流阀开启压力／MPa图2比例阀控液压缸闭环控制系统流程图比例阀额定电流／mA作者的研究目的是在比例换向