基于AMESim的长管道伺服液压定位系统仿真分析

　　1 引言

　　伺服液压定位系统具有定位精度高,响应速度快等特点,现已在各大型机械和生产线上广泛应用。随着机械产品的自动化程度的提高,产品质量要求的提 高,伺服液压定位系统要求更加精确。尤其在某些特殊设备的定位液压系统具有液压管道长,同时要求定位精度高,响应速度快等特点。熔炼车间阳极炉双圆盘浇注 系统多采用液压驱动。废阳极吊,顶起、预顶起还有中间包及浇注称重设备等。其中浇注称重设备(即电子秤)的液压伺服系统最具代表性。电子秤工作的好坏直接 关系阳极板的质量优劣,故对于电子秤油缸的动作要求很严格。油缸的定位及动作响应时间直接影响浇出铜水量。对于此类长管道液压系统来说,管道效应对其定位 精度和响应速度的影响是不可忽视的。管道效应的理论研究一直是人们所关注的,但由于管道的数学模型复杂,给液压系统考虑管道效应的研究带来很大的障碍。本 文不以管道的数学模型为基础,利用液压仿真软件AMESIM来考虑管道效应。通过对液压系统进行仿真分析,找出管道对伺服液压定位系统的影响。

　　2 系统原理及其仿真模型

　　2. 1 AMESIM软件简介

　　AMESim全称为AdvancedModelingEnvironmentforPerforming Simulations ofEngineering Systems,是法国IMAGINE公司开发的高级工程系统仿真建模环境,为流体、液体、气体、机械、控制、电磁等工程系统提供一个较完善的综合仿真环 境。AMESim具有以下几个特点:

　　(1)AMESIM是一个多学科领域的建模仿真平台,在统一的平台上实现了多学科领域的系统工程的建模与仿真。不同领域的模块之间直接的物理连接方式使AMESim成为多学科领域系统工程建模和仿真的标准环境。

　　(2)AMESim具有丰富的模型库用户可以采用基本元素法,按照实际物理系统来构建自定义模块或仿真模型,而不需要去推导复杂的数学模型。

　　(3)AMESim采用变步长变阶数变类型鲁棒性强的智能求解器,根据用户所建模型的数学特性自动选择最佳的积分算法,并根据在不同的仿真时刻的系统的特点动态地切换积分算法和调整积分步长,以缩短仿真时间和提高仿真精度。

　　(4)AMESim提供了丰富的与其他软件的接口,比如控制软件接口Matla、Adams,实时仿真软件接口等。基于这些优点, AMESim软件已广泛地被GM、Ford、LG、ZF、Bosch等公司采用,成为在汽车、液压和航空航天等研发部门的理想选择。

　　2. 2 系统原理图

　　本文以某生产线上伺服液压定位系统为研究对象。该液压系统具有连接管道长,定位精度高,稳定性要求好,响应速度要求快等特点。其原理如图1所示。