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《基于AME的液压位置伺服系统故障仿真_陈阳国.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第1期(总第20期)No.1(SerialNo.20)2007年1月FluidPowerTransmissionandControlJan.,2007基于AME的液压位置伺服系统故障仿真陈阳国曾良才吕敏建(武汉科技大学武汉430081)摘要:针对液压伺服系统的机、电、液耦合特征,引入分布式仿真软件AMESim对液压伺服阀控缸系统进行建模。并通过对仿真模型注入各类故障信息,利用仿真软件优良的计算性能计算出系统的响应,通过分析仿真结果,获得系统异常表现与系统元件故障之间的联系。仿真结果作为实际系统的故障诊断样本。结果证明该类仿真完全能够
2、模拟实际系统的各类故障响应。关键词:液压系统位置伺服系统(仿真(系统响应中图分类号:TP391.9文献标识码:B文章编号:1672-8904(2007)01-0023-003准备。同时可实现试验的虚拟化,尤其是可实现小引言概率液压系统故障状态模拟。因此通用性强的仿真阀控伺服液压缸系统是当今精密电产品中的可以全面分析评估产品的使用和维护特性。总之,重要设备,并且随着液压技术在生产领域应用的扩本文以阀控液压缸位置控制系统动态仿真为研究大,阀控伺服液压缸系统在使用期内具有优良的维内容,探析了基于AMESim的液压系统故障仿真方护性成为当前
3、的迫切需求,因此需探寻系统故障特法。征。由于AMESim软件拥有机械电子、液压、气动、1伺服阀控非对称液压缸位置伺服系统数控制等多领域综合仿真能力,具有的可视化、物理学模型化的仿真模块,和隐藏于仿真模块数据接口所链接的各下级子程序段中的先进仿真算法,各仿真模块间通过分时处理各个时间点的计算结果来获得连续的精确仿真结果等特点,本文采用了AMESim建立阀控液压缸位置控制系统的仿真模型进行系统仿真。具体方法如下:建立实际液压控制系统的近似模型,这是一个物理系统模型化的过程,使仿真图1阀控非对称液压缸控制框图系统参数设置与正常状态达到最佳
4、逼近;再设置系由于伺服阀的动态性能较好,可以近似地认为统模型的下级子模型在异常状态下的参数,方便地是比例环节,所以该位置伺服系统可简化为二阶位模拟系统的各种故障,建立起系统相应的故障样本置系统(参见图1),其开环传递函数可写成:曲线,为发展故障诊断专家系统的图形知识库做好Y(S)kΦ(S)==u(S)S22ξheek(+S+1)收稿日期:2006-10-24ω2ωhehe作者简介:陈阳国,在读研究生。242007年第1期所以伺服阀控制非对称液压缸闭环传递函数本文建立标准三级伺服阀时采用初步设定参数,可简化为如下:再经多次运行、分析并
5、修改程序的方法。每次运行后k观察程序计算结果,主要是伺服阀模型是否有良好的2ωheY(S)k流量特性和压力特性等伺服阀基本性能指标,然后结fΦ(S)==322ue(S)S+2ξheωheS+ωheS+Kωhe合阀的数学模型以分析物理参数和阀性能参数的影其中:射关系,用以决定对何种参数进行何种改进设置,最后充分运用该软件的快速运算能力进行仿真运算,直4βeωAmeAeωhe=√———液压固有频率到运行的相关输出为所要求的理想模型。Vem从伺服阀控液压缸系统模型可以看出模型顶部mβeBpVe为三级伺服的第一级:力矩马达控制的喷嘴挡板模ξ
6、he=t=kt√+√VeAeAme4mβeAeAme块,第二级为喷嘴挡板控制的先导阀,和第三级为先———阻尼比导阀驱动的主阀;被控伺服液压缸、负载及反馈元件Kt总压力流量系数等。此伺服阀控液压缸模型的建立主要是建立标准的伺服阀模型,本文在建立伺服阀模型时,根据得到2运用AME建立阀控缸位置伺服系统仿以下的流量特性和压力特性曲线作为建模准确度的真模型依据。基于逐步从底层模块到高层模块的建模方法,建模时结合液压技术、电磁技术、控制技术等专本文在建立伺服阀的标准下层模型后,才考虑添加业知识选出适当的功能模块,用各领域的模块搭建伺服液压缸构
7、建上层模型。通过对液压伺服系统设相应的组件模型。在此基础上根据本系统的仿真要计原理的运用,本文初选出系统压力、输入信号幅求确定各个单元模块的参数来建立系统模型如图2值、液压缸的规格、及其反馈环节的增益值等相关参所示。图中包括了力矩马达控制的喷嘴挡板和二级数值。然后运行已建立的模型程序,观察仿真系统的阀、三级阀、伺服液压缸和弹性惯性负载综合体。响应情况。首先考查的是系统稳定性,然后才考查系统的快速性,此过程是反复优化调节的过程。参数调节采用定性分析、判断与定量调节的方法,以便正确地调整相应参数,改善系统的动态、静态品质,正确建立伺服阀
8、控液压缸系统的软件模型。图3和图4分别表示了伺服阀仿真模型的标准工作性能曲线。图2伺服阀控制液压缸模型图3三级伺服阀流量特性仿真曲线2007年1月陈阳国等:基于AME的液压位置伺服系统故障仿真25mra/m/b移力位压塞口活出的阀时间
