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1、液压弹簧疲劳试验台设计仿真及性能分析杨林初,等液压弹簧疲劳试验台设计仿真及性能分析杨林初,蔡栩,程浪(江苏科技大学江苏镇江,240001)摘要:设计了一种基于位置控制的液压伺服弹簧疲劳试验台,运用AMEsim软件建立了液压控制系统。简述了弹簧疲劳试验台各元器件的选型,液压伺服弹簧疲劳试验台的传递函数及方框图。根据现代控制理论,得到弹簧疲劳试验台的控制系统原理图、方块图、控制系统结构图、模拟结构图等,建立液压伺服弹簧疲劳试验台的控制系统的状态空间表达式、,并求解状态空间表达式,再运用现代控制理论对控制系统的可控性、可观性及李雅普诺夫稳定性等进行控制系统的性能分析,并得
2、出弹簧疲劳试验台性能分析结果。关键词:现代控制;matlab/Simulink仿真;AMEsim;李雅普诺夫稳定性中图分类号:TP391.9文献标识码:BDOI编码:10.14016/j.cnki.1001-9227.2017.09.044Abstract:ahydraulicservospringfatiguetestrigbasedonpositioncontrolisdesigned,andthehydrauliccontrolsystemisestablishedbyusingAMEsimsoftware.Theselectionofthecomponent
3、softhespringfatiguetestbench,thetransferfunctionandtheblockdiagramofthehydraulicservospringfatiguetestrigaredescribed.Basedonthemoderncontroltheory,controlsystemprinciplediagram,blockdiagram,controlsystemstructurediagram,springfatiguetestbenchsimulationstructurediagram,statespaceexpres
4、sion,establishthecontrolsystemofthehydraulicservofatiguetestbench,andsolvingthestatespaceexpressions,andthenanalyzedtheperformanceofthecontrolsystemofcontrolandcontrolsystemtheobservabilityandLyapunovstability,andtheanalysisresultsofspringfatiguetestper-formance.Keywords:moderncontrol;
5、matlab/Simulinksimulation;AMEsim;lyapunovstability1.1.2液压系统设计0引言液压系统包括主动力源、控制动力源、伺服阀、液压缸、蓄弹簧作为在船舶、车辆等机械产品中的常见重要的元器能过滤部件组和油箱及附件。件,它的性能好坏直接关系到产品的正常使用,严重的甚至直本设计选择电动机带动液压泵对整个液压系统供油,选接决定事故的发生与否。因此,弹簧在使用前的检测是保证择伺服阀控制液压缸(为计算方便选用对称缸)带动工作台弹簧性能的重要步骤。液压伺服弹簧疲劳试验台是弹簧性能实现水平移动。这里使用AMEsim软件建立的液压控制系统测试
6、中最为常用的设备,而液压伺服弹簧疲劳试验台的性能工作原理图如图2所示。主要取决于液压系统和控制系统性能的好坏。本文通过选择适当的元器件及先进的模糊控制方法设计弹簧疲劳试验台,再运用现代控制理论的相关知识,对该控制系统建立状态空间表达式并对其可控性、可观性和李雅普诺夫意义下的稳定性进行分析验证。1系统设计及性能分析1.1系统设计1.1.1总体控制方案设计如图1所示,要使负载运动某一位置时,首先计算机确定位置给定值,并由测量系统(即位置传感器)读取当前台体位置。计算机通过比较器将实测值与给定值进行比较并得到它们的差值,通过控制器运算后发出控制信号,此信号通过伺服放大器变
7、换为电流信号。通过该电流信号控制伺服阀的开图2液压系统工作原理图度,从而控制伺服液压油的流向和流量,实现伺服液压缸水平此外为了保证油液不污染堵塞液压缸、伺服阀等液压元振动,推动台体来回相应位置。当位置达到给定值时,差值信器件,选用过滤器清洁油液。为防止液压系统工作过程中产号为零,系统完成给定值的跟踪控制过程。生的热量使油液及元件的温度升高导致的油液粘度下降、元件内泄漏增加、、密封老化磨损加快等现象,选用冷却器。为保证系统供油流量稳定,选用蓄能器作为供油补偿装置。1.1.3系统结构图及传递函数的确定通过控制系统的动态计算和静态计算,元器件的选择等图1总控制方案示意
