浅析大功率扭矩试验台伺服液压缸的建模与仿真

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1、!"#$年%月机床与液压(789!"#$第%%卷第&期'()*+,-.//01*234(50+)6:;<9%%,;9&!"#!#"=>?$?@A9BCCD9#""#E>FF#9!"#$9"&9">G大功率扭矩试验台伺服液压缸的建模与仿真#!!##彭霞!叶立轩!龚宪生"#=重庆大学机械学院!重庆%"""%%#!=石河子大学机电学院!新疆石河子F>!"">$摘要!结合大功率扭转振动@疲劳试验机的实际需要&设计了液压伺服系统&对伺服控制系统进行了动态仿真&分别建立了位置控制系统和力控制系统的数学模型&采用频率分析法&分析

2、了其动态性能&为系统控制提供理论依据'关键词!伺服液压缸#建模#仿真中图分类号!.*#>&VV文献标志码!(VV文章编号!#""#E>FF#"!"#$#"&E#%"E>E)',05.<4.'$52&04%5).).$,/:)3('/4&056-(05.',/)*P,1%Y,')*P)/Z&,;5%D35

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5、&缸筒与缸盖采用拉高弹性联轴器作为一种既能承担动力和运动传杆螺栓联接&活塞杆端采用可消除关节轴承间隙的特递(补偿轴不对中&又能对振动和噪声治理的重要装殊耳座结构'置&在现代机械系统的动力装置中所发挥的作用也越$"伺服控制系统模型及动态仿真来越大'文中所研究的是针对大功率扭转振动@疲劳该伺服控制系统将用位置控制和压力控制两种方试验机的实际需要的伺服液压缸'虽然目前国内外有式实现'位置控制系统靠弹性负载位置来控制'而力成熟的伺服液压缸产品&但均为通用型'为了提高试控制系统中靠安装在活塞杆与负载之间力传感器来控验机的性能

6、&减少执行机构惯性&提高系统响应频制'因此&动态仿真也分为弹性负载位置控制系统动率&在具体分析负载特性&设计了与之匹配的动力机态仿真和驱动力控制系统动态仿真'构&并进行动态特性推导(建模及仿真'!9#V弹性负载位置控制系统#"大功率扭矩试验台伺服液压缸的建模在对其负载特性分析!9#9#V弹性负载位置控制系统的物理模型(计算后&确定了各液压元件弹性负载位置控制系统的物理模型如图的行程!所示&(型号以及安装位置'其结构形式如图#所示'采用的是阀控液压缸技术'图#V伺服液压缸的结构简图图!V弹性负载位置控制系统物理模型图

7、收稿日期!!"#%E##E"?作者简介!彭霞"#?F"%$&博士研究生&讲师&研究方向为电液伺服控制系统(机械系统动力学'-EJKB9T;J'第&期彭霞等!大功率扭矩试验台伺服液压缸的建模与仿真+LVALV+V在图中组件的共同作用下&通过整个液压系统8KR@C&BE>RHc#!9&>o!>9F*e&满足系统要求'后&输入的比较电压信号变成位移量输出'系统为"型系统&由一个比例环节(一个惯性环!9#9!V弹性负载位置控制系统的数学模型节和两个二阶环节组成&惯性环节的转折频率比二阶弹性负载

8、位置控制系统主要由液压缸(位置传感环节小'"型系统一般在稳定性(稳定精度和快速性器(伺服放大器(伺服阀构成'而这些元件的模型都之间存在矛盾&需要b+或b+3校正'由于负载刚度是经典的数学模型&所以&由这些元件组合的弹性负"为液压弹簧刚度的#i&可忽略不计&系统可视为载位置控制系统传递函数框图如图>所示'惯性负载'!9!V驱动力控制系统!9!9#V驱动力控制系