基于液压伺服控制系统的离心机动平衡调节系统仿真.pdf

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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/s

2、IMuLINK软件,对离心机可能出现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。LIMi

3、nghai(InstituteofSystemEngineering,EngineeringPhysicsAcademyofChina,MianyangSichuan621900,China)Abstract:Centrifugeiswidelyusedinsoiltestandenvironmentalsimulationtest.Dynamicbalancingsystemisanimportantequipmentintheapplicationofcentrifugeautomaticbalanci

4、ngadjustmenttoensurestableoperation.Centrifugedynamicbalancead·justmentsystemwasmodeledbasedonhydraulicservocontrolsystem.TheimbalancecasesthatcentrifugemayoccurweresimulatedbyMATLAB/SIMULINK.Itisprovedthattheapplicationofhydraulicsystemincentrifugeisfeasi

5、bleandaccurate.Moreover,itprovidesbasisforthedesignofcentrifugehydraulicbalancesystem.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

6、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

7、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

8、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)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

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