管道配置对阀控缸液压系统动态特性的影响

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1、2008年10月第36卷第lO期机床与液压MACHINETOOL＆HYDRAUUCSOct．2008V01．36No．10管道配置对阀控缸液压系统动态特性的影Ⅱ向张玮，冀宏，于振燕，王峥嵘(兰州理工大学流体动力与控制学院，甘肃兰州730050)摘要：在阀控缸液压系统的数学建模和分析中，由于管道数学模型的复杂性，通常忽略了管道对系统的动态特性的影响。理论和实践表明，管道对液压系统的静态和动态特性都有着较为显著的影响。定量预测管道对系统动态特性的影响及优化管道配置，对于高性能液压系统优化设计具有重要意义。笔者在AMESim仿真环境下，运用AMESim提供的液压库、管道子模型库和其它子模型库，

2、对阀控缸液压系统进行了动态仿真，研究了液压控制阀与液压缸之间的管道配置对系统动态特性的影响。关键词：阀控缸；管道配置；动态特性；AMESim；仿真中图分类号：THl37文献标识码：A文章编号：11301—3881(2008)10一074—3TheInfulueeeofHplingArrangementonDynamicsCharacteristicsofValveControlledCylinderHydraulicSystemZHANGWei，JIHong，YUZhenyan，WANGZhengrong(CollegeofFluidPowerandControlEngineering，

3、LallzhouUniversityofTechnology，LanzhouGansu730050，China)Abstract：Atthemodelbuildingandanalysisofvalvecontrolledcylinderhydraulicsystem，theinfluenceofpipelineonthedy—namicscharacteristicsofsystemisgenerallynotconsidered．ThetheoryandpracticeindicatethattIleinfluenceofpipelineonthestaticanddynamicsc

4、haracteristicsofhydraulicsystemisremarkable．UndertheAMESimsimulationenvironment，usinghydrauliclibrary，pipelinesubmodellibrariesandothersubmodellibrariesprovidedbyAMESim$oftware，dynamiccharacteristicsofthevalvecontrolledcylinderhydraulicsystemweresimulated，theinfluenceofpipelinebetweentheservovalv

5、eandthecylinderonthedynamicscharacter-isticsofsystemwaginvestigated．Keywords：Valvecontrolledcylinder；Pipelinearrangement；Dynamicscharacteristics；AMESim；Simulation0前言管道作为液压系统的辅件，是液压系统的重要组成部分。在系统中，管道不仅起着连接液压泵与液压控制阀、液压控制阀与执行器的作用，而且具有传递系统能量和信号的功能。由于工程机械和液压装置向大型化、复杂化、自动化方向发展，控制阀与液压缸之间的距离越来越远，如常见的液压起重机

6、，就是典型的实例。此外，对于一些精密液压机械，虽然管道长度不是很长，但由于系统控制精度和整机性能的要求，需要最大限度的提高系统动态性能，减小管道对系统造成的不利影响，合理配置管道参数。实践证明，管道对于动态特性有着广泛的影响，太长的管道会产生振动、噪声、发热及工作效率低下，严重影响系统动态特性，所以必须深入研究，使其影响降到最小；而对于精密液压机械而言，则需要合理配置管道参数，最大效率地提高系统性能。笔者以阀控缸伺服液压系统作为研究对象，运用AMESim软件进行数值仿真，对考虑管道影响的阀控缸液压系统进行了研究。1流体管道的瞬态特性分析流体管道是一个分布参数系统，其精确模型中含有复杂的贝

7、赛尔函数和双曲函数【1]，这给模型的解析和应用带来很大的困难。因此，一般在液压系统动态特性分析时，要么忽略管道动态特性的影响，要么将管道当作一个容腔来处理口】。管道的分布参数模型的’近似数学模型主要有三种类型：集中参数模型、分布参数模型和有限分段集中参数模型。其中分布参数模型在理论上比较精确，但数学处理比较复杂，是处理管路的常用方法。对管内非恒定流动的时域特性分析，一般称为管道瞬态特性分析。圆管内一维非恒定流动的数学模型可由动量方程