浅析液压伺服控制系统的离心机动平衡调节系统仿真

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1、2011年9月机床与液压Sep．2011第39卷第18期MACHINETOOL&HYDRAULICSV01．39No．18DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．18．027基于液压伺服控制系统的离心机动平衡调节系统仿真李晓琳，牛宝良，李明海(中国工程物理研究院总体工程研究所，四川绵阳621900)摘要：离心机是土工试验和环境模拟试验的重要设备。动平衡调节系统是离心机自动平衡调节，保证其稳定运行的重要装置。建立了基于液压伺服控制系统的离心机动平衡调节系统模型。借助MATLAB／sIMuLINK软件，对离心机可能出现

2、的不平衡情况进行仿真分析。结果证明了液压系统在离心机动平衡调节应用上的可行性和准确性，为离心机液压平衡系统设计提供依据。关键词：土工离心机；液压伺服控制；动平衡；系统仿真中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011l18—075—3SimulationofCentrifugeDynamicBalancingControl‘SystemBasedonHydraulicServoControl。LIXiaolin．NIUBaoliang。LIMinghai(InstituteofSystemEngineering，E

3、ngineeringPhysicsAcademyofChina，MianyangSichuan621900，China)Abstract：Centrifugeiswidelyusedinsoiltestandenvironmentalsimulationtest．Dynamicbalancingsystemisanimportantequipmentintheapplicationofcentrifugeautomaticbalancingadjustmenttoensurestableoperation．Centrifugedynamicb

4、alancead·justmentsystemwasmodeledbasedonhydraulicservocontrolsystem．TheimbalancecasesthatcentrifugemayoccurweresimulatedbyMATLAB／SIMULINK．Itisprovedthattheapplicationofhydraulicsystemincentrifugeisfeasibleandaccurate．Moreover，itprovidesbasisforthedesignofcentrifugehydraulic

5、balancesystem．Keywords：Centrifuge；Hydraulicservocontrol；Dynamicbalancing；Simulation离心机(如图1所示)是土工试验和环境模拟转轴距离为r：。则不平衡力可表示为：试验的重要设备引。在离心试验时，为了使离心机F=(m1r1+mlr：一m2r2)∞(1)稳定运行，应尽量减小不平衡力。因为大的不平衡力式中：为离心机的旋转角速度，其值由试验加速度将增大机座和安装地基的负担。当不平衡力过大时，决定。将会造成整个离心机系统倾覆或侧。要使F小，在离心机建设时，通过配平，基本可以

6、保证转臂空载不平衡力足够小。但在试验时，虽进行了静平衡调节，可避免过大不平衡力的产生，但试验模型的质心很难找准，而且离心试验时，有可能出现模型垮塌，造成质心位移，从而产生未知不平衡力。为此，在离心机上增加动平衡调节系统尤为重要，其可以根据检测出的不平衡力大小，进行自动平衡调节，从而保证离心机的稳定运行。作者基于液压伺服控制系统，运用软件MAT．LAB／SIMULINK进行离心机平衡调节系统仿真。仿真表明：液压伺服用于离心机动平衡调节，能够使离心机比较快速地调节到平衡位置。液压控制系统具有负载刚度大、精度高、响应快等优点。图1离心机结构简图1液

7、压伺服控制系统建模设试验时吊篮及模型的质量为m，质心到转轴1．1液压动力源的距离为r。静平衡调节配重质量为m。，质心到转系统的液压源由电机、液压泵、溢流阀和蓄能器轴的距离为r。。动平衡调节配重质量为m，质心到组成。电机带动液压泵，输出恒定流量的油液；溢流收稿日期：2010—09—21作者简介：李晓琳(1985一)，女，硕士研究生，研究方向为武器系统与运用工程。E—mail：xiao—lin—li@126．com。·76·机床与液压第39卷阀通过阀口的溢流，调定系统工作压力或限定其最大1．3液压缸工作压力，防止系统过载；蓄能器起稳压作用。(1)

8、液压缸流量表达式为：1．2电液伺服阀dXg=Ap+Ct~pL+杀(4)电液伺服阀的频响函数可表示为二阶的振荡函数：式中：A为液压缸活塞有效面积；。为活塞位移；C为液