浅析amesim的气动阀控缸系统特性的研究

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1、2014年10月机床与液压Oct．2014第42卷第19期MACHINET00L&HYDRAULICSV01．42No．19DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．19．009基于AMESim的气动阀控缸系统特性的研究陈聪，孙志毅，柏艳红(太原科技大学电子信息工程学院，山西太原030024)摘要：针对具有较强非线性的气动阀控缸系统，应用AMESim线性化分析工具，分析了对称和非对称、弹簧和不带弹簧等各种阀控缸系统的动态特性，同时分析了气缸死区体积、气源压力、气缸直径、活塞行程、负载质量、气缸泄漏量等参数对系统特性

2、的影响。研究结果为系统元件的选型和控制策略的制定提供了参考。关键词：气动阀控缸系统；线性化分析；系统特性；AMESim中图分类号：TH138文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)19—034—4StudyonCharacteristiCSofPneumaticValve·controlledCylinderSystemBasedonAMESimCHENCong，SUNZhiyi，BAIYanhong(SchoolofElectronicsandInformationEngineering，TaiyuanUniversityo

3、fScienceandTechnology，TaiyuanShanxi030024。China)Abstract：Inviewofthestrongnonlinearpneumaticvalve—controlledcylindersystem，theAMESimlinearanalysistoolwasap—plied．Symmetricandasymmetric，springandwithoutspringandotherdynamiccharacteristicsofvalve-controlledcylindersystemwere

4、analyzed，atthesanletime，theimpactofdeadvolumeofcylinder，airpressure，thecylinderdiameter，thepistonstroke，cylinderleakageandsomeotherparametersonthesystemcharacteristicwereanalyzed．Theresultsofthestudyprovidereferencesfortheselec-tionofsystemcomponentsandmakingofcontrolstrat

5、egy．Keywords：Pneumaticvalve—controlledcylindersystem；Linearanalysis；Systemcharacteristics；AMESim0前言应用AMESim线性工具分析液压阀控缸系统特性的关由于空气的可压缩性、控制阀的非线性流量特性键技术和难点，在AMESim模型准确的前提下分析结以及非线性摩擦力特性等因素的影响，气动系统是一果准确可信，克服了理论推导分析和系统辨识方法的个强非线性系统⋯。对于非线性系统，通常基于工作局限，研究结果将另文发表。气动系统与液压系统具点线性化模型采用线性系

6、统分析法分析其特性。有类似的特性，都是含有积分环节的高阶系统，非线性系统的工作点线性化模型通常采用理论推AMESim线性化分析的方法和技巧同样适用于气动系导、系统辨识等方法获得。文献[3]从两腔压力微统。分方程的一阶偏微分推导出比例方向阀控气动缸气动对于气动阀控缸系统，气缸的活塞有效面积和行机构的四阶状态空间模型。文献[4]和[5]采用程、死区体积(包括连接管道的长度)、黏性摩擦系最小二乘系统辨识方法建立了气动位置控制系统的数数、负载质量、泄漏量、工作压力等参数对系统动态学模型。理论推导系统的线性模型需要扎实的气动系特性有很大影响，掌握系统

7、特性及这些参数的影响，统相关的理论知识，工作量大，得到的计算公式复可以为系统元件选型和控制策略制定提供依据。本文杂，且模型中的某些参数需要实验确定；系统辨识法作者应用AMESim分析对称和非对称、带弹簧和不带需要较强的理论基础、大量的实验数据和复杂的处理弹簧等各种阀控缸系统的动态特性，并分析上述参数过程。对系统特性的影响。AMESim是当今领先的传动系统和液压／机械系1AMESim分析气动阀控缸系统的实现统建模、仿真及动力学分析软件。AMESim提供的线文中研究的阀控缸系统特性，是指以伺服阀或者性分析工具可以建立非线性系统在工作点的线性化模

8、比例阀的控制信号为输入，气缸活塞位移为输出的系型，并进行系统的特性分析。课题组前期已经解决了统动态特性，该系统是一个含有积分环节的非线性系收稿日期：2013—09—02基金项目：