液压元件及系统建模.doc

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1、此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除液压元件及系统建模（一）一、液压元件建模1、放大环节（比例环节）输出量是以一定的比例复现输入量，且无失真和时间滞后。其运动方程为：式中：——环节的放大系数，比例系数或增益。传递函数：例1：液压缸：忽略液压缸的泄漏；忽略钢筒与油液的弹性进入液压缸的流量与液压缸活塞的速度之间关系：式中：——流量——活塞运动速度——活塞有效作用面积对方程取拉氏变换，得传递函数：2、惯性环节含有储能元件，使输出不能立即复现输入，滞后于输入，运动方程为：此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除式中：——时间常数——传递系数传递函数：例2：液压缸：带有弹性

2、系数为的弹性负载和阻尼系数为的阻尼负载，以压力为输入量，以活塞位移为输出，其活塞运动方程为：对方程取拉氏变换，得传递函数：式中：——传递系数，——时间常数，3、积分环节此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除输出量的变化速度和输入量成正比，即输出量与输入量的积分成正比，运动方程为：或：传递函数：例3：液压缸（或马达）：不考虑油液的压缩性和泄漏时，输入为流量，输出为位移的运动方程为：或：对方程取拉氏变换，得传递函数：式中：——传递系数，4、微分环节输出量正比于输入量的变化速度，即输出量与输入量的微此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除分成正比，运动

3、方程为：传递函数：例4：容积为的充满油液的刚性容器，当其中的压力变化时，由于油液的可压缩性，油的容积也会变化，从而造成容器口流量的变化。以压力为输入量，流量为输出量的传递函数：液体的体积弹性模量为：或：容器口的流量为：传递函数为：此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除式中：——传递系数，5、振荡环节包含两种形式的醋能元件，且储存的能量能够相互转换，因此这种环节的输出具有振荡性质，其运动方程为：或：式中：——输出量——输入量——时间常数——无阻尼自振频率或固有频率，——阻尼比——传递系数传递函数：此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除或：例5：液

4、压缸：考虑油的弹性，负载质量，阻尼等，液压缸的输入量为流量，输出为速度的传递函数即为一振荡环节。液压缸流量的连续性方程为：液压缸力的平衡方程为：式中：——进入液压缸的流量——液压缸的输出速度——液压缸工作面积——液压缸的总容积——油液的压力——负载质量合并上两式消去压力得运动方程：此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除传递函数为：式中：——传递系数，二、系统相似性1、液阻在层流状态下，液体流过管道有沿程损失，可表示为：令，则：式中：——液阻——管道长度——动力粘度——管道直径2、液感又称惯性液头系数，表示液体流动时惯性的大小。此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有

5、侵权，请联系网站删除令，则：式中：——液感——管道长度——液体密度——管道截面积——流经管道的流量3、液容由于液液压力的增加，将使体积减少而积蓄能量，液体体积弹性模量：令：，则：此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除式中：——液容——管道长度4、液压固有频率式中：——液压弹簧刚度5、液压弹簧油液的可压缩性，使它在变压力作用下，像一根弹簧。液压缸在外力作用下油液压力为，容积为，当外力增加时，油液体积减小，而压力增加，根据液体体积弹性模量的定义：此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除令：，则：式中：——液压弹簧刚度例：液压缸，活塞位移时，一腔压力升

6、高，另一腔压力降低，设液压缸的总的压缩容积为，活塞有效面积为，位移为，由液体体积弹性模量的定义：式中：，，上两式相减：液压弹簧力或复位力为：此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除令：当时（简化），液压弹簧刚度为：液压缸像一根很硬的线性弹簧。二、液压系统建模1、阀控液压缸系统此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除液压元件及系统建模（二）二、系统相似性1、液阻定义：液体运动时的阻尼，用表示。分为局部液阻和沿程液阻，其值与流体性质、元件和系统特征尺寸以及粗糙度有关。例1：对通过阀口等节流产生的液阻，可定义为：（2-1）例2：在层流状态下，液体流过管道

7、有沿程损失，可表示为：令：则：式中：——液阻——管道长度——动力粘度——管道直径相似性：电气系统：电阻机械系统：阻尼系数、转动阻尼系数此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除液压系统：液阻2、液感定义：液体压力增量与流量增量之比成为液感，又称惯性液头系数，表示液体流动时惯性的大小，用表示。（2-2）例：长为l、面积为A的管道中，、分别为进、出口压力。令，则：式中：——液感——管道长度——