对钢管倒棱机液压伺服系统的仿真分析

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1、山西冶金Total1342SHANXIMEI．AIURGYNo．6，2011文章编号：1672—1152(2011)06—0043—03钢管倒棱机液压伺服系统的仿真分析吴伟张强(中国重型机械研究院有限公司，陕西西安710032)摘要：利用AMEsim系统仿真建模工具建立了该伺服系统的仿真模型，对其动态性能进行了仿真和分析。为其校正和改进提供了参考。关键词：倒棱机液压伺服系统仿真模型中图分类号：TP391．9文献标识码：A收稿日期：2011—08—26倒棱机是钢管精整线中不可缺少的深加工设建模不仅费时费力，而且在准确性上同样逊于利用备，用于对管端

2、进行倒坡口、平端面和去毛刺加工，仿真软件建立的模型。使之符合API、DIN和SNSI等国际标准。中国重型3仿真模型机械研究院在国内率先开展倒棱机的研发工作并形3．1建模成系列产品，采用如仿形刀具、主轴箱预紧轴承、浮倒棱机伺服系统工作原理框图如图1所示。由动夹紧、带锁定的固定夹紧、液压缓冲定位和轴向液图1可知，位移传感器把油缸的位置信号反馈回来压伺服进给等技术，在业内居于领先地位。和给定信号做比较，得到一个偏差，此偏差经放大后作为倒棱机核心设备的伺服系统的动静态性能对作为伺服阀的输人信号来控制阀的开口度，最终按系统稳定性、响应速度和精度有着最直接

3、影响。以下利比例控制油缸的运动。图2(见下页)是根据某型倒用AMEsim就倒棱机液压伺服系统进行仿真分析。棱机液压伺服系统原理，调用AMEsim自带的机械1仿真环境库、电气库和液压库图形建立的仿真模型。AMEsim(AdvancedModelingEnvriomentforSimulationsofEngineeringsSystem)是法国IMAGINE公司于1995年开发的建模及仿真软件。它的特点是多学科同一建模平台、图形化建模方式、智能求解、完善的分析工具等，使用户在仿真计算后能够方便进行分析和优化⋯1。图1电液位置伺服系统工作原理框图2

4、两种建模方式的对比3．2参数设定在大多数电液控制系统中，由于元器件的动态即使同一模型设定不同的参数也会导致差别很相应远远高于系统负载的动态响应，因此在分析系大的仿真结果，直接影响到仿真质量。所以除了数学统动态响应时，只需要了解元器件在一定频率段的模型整体参数要相匹配之外，也不能忽视个体模型动态特性即可。为了简化分析，并考虑系统具有较好参数的合理性。的等效精度，一般的控制系统中伺服阀与伺服油缸3．2．1油泵装置均采用二阶振荡环节形式的传递函数，而AMESim按照理想状态考虑，忽略泵的机械和容积效率。可根据模型自动选择最佳算法，并根据不同仿真时泵排

5、量设为45mL／r，转速设为1500dmin。刻的特点，动态地切换积分算法和调整积分步长，以3．2．2溢流阀装置缩短仿真时间和提高仿真精度。内置式数学连续处我们认为溢流阀在其设定的工作范围内流量压理工具解决了数字仿真中间断点的问题[2]。故人工力曲线是线性的，其溢流压力设为12MPa。第一作者简介：吴伟(1980一)，男，主要从事流体控制技3．2．3蓄能器装置术方面的工作，工程师。Teh13072980348，E—maihwuwei蓄能器工作在绝热过程，即适合波义耳定律。充612525@sohu．corn气压力设为8．4MPa，容积为25L，绝

6、热过程指数山西冶金第34卷E—mail：yejinsx@126．corn图，图5是在图4基础上增加微分环节后曲线局部放大图。3＼2I，1I⋯⋯／y时间／s图3}例环节下的位移曲线图2仿真模型0．1206眦，j羁}吡／OOO1．4[。l=0．1204，l／一加∞2O加23．2．4电气输入信号电气输入为阶跃信号，开始时间设为1S后，目lll=jl1l{I睡1j]l标值为0．12m。3．2．5位移传感器O．1l98位移传感器的参数为默认值。精l，1{}j．IJI、、J．IJ-1·I_·1强I-l’●1、33．2．6PID调节器O．1l963．23．4

7、3．63．84．04．2PID调节器是本模型中最关键的环节。为全面时间，s了解模型动态性能，将比例系数分别设为100，图4增加积分环节的位移放大曲线1000和10000，有意使它们相差较大；积分和微分0．1206系数先设为0。3．2．7伺服阀O．12O4根据伺服阀样本，其固有频率是40Hz，阻尼系二÷，3数为0．8，最大输入电流为60mA。3．2．8油缸图2中油缸是非标缸，它的缸径、杆径、行程分别是125，70，150mill。i1《lf『ii强IL．f鞋{糠艇1。撕》l赫0I】●蕊3．3仿真分析

8、在AMEsim平台的paramatermode

9、(参数)模式2下，设置setting菜单中Batchpparamater(批处理)，把PID调节器中比例系数分别设为100，1000和10000；在R