浅析功率键合图的轮式装载机工作装置液压系统的建模与仿真

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1、2010年l0月机床与液压Oct．2010第38卷第20期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．38No．20DOI：l0．3969／j．issn．1001—3881．2010．20．020基于功率键合图的轮式装载机工作装置液压系统的建模与仿真郑建校，王苗，贺利乐(西安建筑科技大学机电工程学院，陕西西安710055)摘要：基于ZL60轮式装载机工作装置液压系统的工作原理，采用功率键合图方法建立不同工况下工作装置液压系统的功率键合图。由所建立的功率键合图列写系统动态方程，根据系统动态方程建立在铲斗后倾工况下的Simulink仿真模型。设置液压系统的仿真参数，应用Mat

2、lab／Simulink软件，编制M函数文件进行仿真。得到液压系统的性能曲线，结果有利于产品的开发改进、性能评估和优化设计。关键词：功率键合图；动态方程；Simulink模型；M函数文件；仿真中图分类号：TH137；TP391．9文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)20—055—4ModelingandSimulationofHydraulicSystemoftheWheelLoaderBasedonPowerBondGraphZHENGJianxiao．WANGMiao。HELile(MechanicalandElectricalColege，Xi’anuni

3、versityofArchitectureandTechnology，Xi’anShaanxi710055，China)Abstract：BasedontheworkingprincipleofthehydraulicsystemfortheworkingdeviceofZk60wheelloader，thepowerbondgraphofitshydraulicsystemwasestablishedbyusingthepowerbondgraphmethodunderthedifferentworkingconditions．Thepowerdynamicequationso

4、fthesystemwaswrittenoutaccordingtotheestablishedpowerbondgraphandtheSimulinksimulationmodelwasestablishedunderthebucketbackwardoperatingconditionbasedonthepowerdynamicequationsofthesystem．Thissimulationwascarriedoutbysettingthesimulationparametersofthehydraulicsystem，applyingtheMatlab／Simulin

5、ksoftwareandcompilingtheMfunctionfile，theperformancecurveofthehydraulicsystemwasobtained，whichisgreathelpfulfortheproductdevelopment，theper-formanceevaluationandtheoptimumdesign．Keywords：Powerbondgraph；Dynamicequation；Simulinkmodel；Mfunctionfile；Simulation轮式装载机是一种集铲、运、装、卸作业于一体活的优点。因此，工作装置液压系统

6、的动态仿真对于的自行式工程机械，广泛应用于各种工程建设，用来提高整机的性能和可靠性具有重要意义，有利于设计铲装、搬运、拆卸、平整散装物料，也可对硬土、岩出更好的液压系统，对产品的开发改进有一定的帮助。石等进行轻度的铲掘工作，还可以进行刮平地面和牵1装载机工作装置液压系统构成及其工作原理引其他机械等作业。作业工况复杂多变，负荷变化频装载机工作装置液压系统主要由动力源、工作繁、变化范围大，机动灵活、作业效率高，因而用途泵、多路换向阀和执行机构等组成，其液压原理如图广泛。工作装置液压系统是装载机的重要工作部分，1所示。在整机作业过程中起着重要作用，其性能决定了整机的负载能力和工作效率。

7、装载机在作业过程中，升降动臂、转动铲斗、整机转向和换向变速等动作需协同配合、频繁变换，系统的负载处于动态变化状态，因此，对于工作装置液压系统，仅按照传统的静态过程进行设计，已不能满足整机液压系统的要求，作者利用功率键合图法对工作装置液压系统进行动态仿真，从功率的观点用图示的方法反映液压系统中功率的流向及有关信息，从而导出工作装置系统的动态方程，采用Matlab／Simulink软件，直接用方框图进行建模和仿真，这与传统的方法相比，具有更直观、方便、灵图1Zk60装载机工作装置液压