火炮自动供输弹药液压系统仿真设计

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1、万方数据第33卷第9期计算机仿真2016年9月文章编号：1006—9348(2016)09—0023—05火炮自动供输弹药液压系统仿真设计朱汗青，马广顺，田睿(丁程兵科研二所，北京100093)摘要：火炮自动供输弹药液压系统结构复杂，故障相关因素具有随机性、模糊性、分散性等特点，故障样本积累时间长，而实装故障模拟拆装困难、价格昂贵。为确保火炮弹药供输速度，采用数学建模法以及面向对象的系统建模法，分析建立了液压系统中液压马达、液压缸、液压控制阀等重点环节的数学模型，并利用液压系统建模仿真软件AMEsjm建立了供输弹液压系统

2、的仿真模型，仿真输弹回路，分析了系统响应，摆弹油缸的行程和时间。仿真结果能满足实际使用要求，证明了仿真模型的可信性。关键词：模型仿真；供输弹；液压系统中图分类号：TP29文献标识码：BStudyonFaultDiagnosisandModelingSimulationofRammingHydraulicSystemZHUHan—qing，MAGuang—shun，TIANRui(No2．InstituteofEngineeringCorpsoftheGeneralEquipmentHeadquarter，Beijing1

3、0008l，China)ABSTRACT：0wingtolackoffaultdatainramminghydraulicsystemfaultdiagnosis，weusedmathematicalmodel—ingmethodandobject—orientedmodeIingmetho(1，andf(1undedasimula“onm()(jelswithAMESim．Thenf’aultsimula—tionstepsandmethodsoffaultinjectionwerediscussed．Basedont

4、his，thesystemresponsewascalculatedtoensurethemodelaccuracy．Thisstudycanbeusedformodelingsimulationandintelligentfaultdiagnosisofotherhydraulicsystem．KEYWORDS：Modelsimulation；Ramming；Hydmulicsystem1引言液压传动技术具有功率放大系数大、机构体积小、重量轻、启动快等优点，在自行火炮装备中得到了广泛的应用。其中，自动供输弹药系统(简称

5、供输弹系统)是构成火炮武器系统威力的重要组成部分，确保了自行火炮的射击速度、射击可靠性和机动性¨o。供输弹系统中协调器、输弹机、托弹盘和托药盘等主要部件故障都是由液压系统故障引起。2』。液压系统具有机电液耦合、结构时变性、非线性等特性，传统的主观诊断法、基于传感器和计算机技术的现代诊断法无法准确进行系统状态评估，智能故障诊断需要积累大量故障信息，而在装备上进行故障模拟拆装困难、价格昂贵，实验成本较高p3。本文首次将面向对象的仿真软件AMESim应用于供输弹液压系统，并建立了系统仿真模型，为进一步研究供输弹液压系统的故障原

6、因、故障机理、故障现象，并实现智能故障诊断奠定基础。收稿日期：2015—10一15修回日期：2015—11—262供输弹液压系统原理供输弹液压系统主要包括动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构四大部分，其元器件组成。直流电动机和双联泵将电源提供的电能转化为液压能后，再经由电磁阀和集流盘根据各功能的不同要求提供不同的流量。图1供输弹液压系统框图3供输弹液压系统的数学模型‘413．1液压马达输入、输出计算液压马达的输入量为液流工作压力P(Ⅳ／m2)、实际流量q(m3／s)，而输出量为轴上的转矩r(A．·m)、角速度鲫(1／s

7、)，一23—万方数据若不考虑液压马达在能量转换过程中的损失，则它们的输入、输出的理论功率相等，即埘一=g。p=2丌nl=n印，故马达输出的输出转矩F为L=l叼。=p∥(27r)叼。。若不考虑泵、管路和液压马达的泄漏，液压马达的转速为I，。凡村=≠凡，=八％)(1)7村式中：咋——泵的排量；％——液压马达的排量；n，——泵的转速。3．2液压缸参数计算单活塞杆液压缸的计算简图如图2。图2单活塞杆液压缸计算简图活塞杆向右伸出的速度为”署：等㈤”一2石2万(2)活塞杆输出的力为肚州。-p2小(Pl-p2)孚+p2芋(3)活塞杆向

8、左退回的速度为圹卺=志(4)”22石2i丽(4)活塞杆输出的力为卜州。他A：=("p2)孚_p2竽(5)对于三通口工作缸，若不考虑缸的排油背压，工作缸活塞的运动方程为p。A—F一∑R．=概(6)其出口流量方程为亿．g：24气一素P2(7)式中：卜液压缸工作负载；A、A一活塞腔面积；∑月．——各种摩擦阻力之和；pl、p