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基于AMESim的连轧管机液压压下系统仿真研究

作者:Simwe    来源:LMS    发布时间:2012-10-26    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛


3.2.6 电气元件部分

放大器GA00 表示伺服阀的放大器, 其放大器的增益在仿真中可调。阶跃信号STEP0 用来给系统提供一阶跃信号。位移传感器DT000 按默认设置就可。

4 仿真结果分析

在AMESim 的Parameter mode 模式下, 设置批处理参数放大器GA00 的放大增益分别为2000,4000, 6000, 8000, 10000。在Run 模式下设定仿真时间为6s, 仿真间隔为0.001s, 仿真类型为批处理运行, 设定阶跃信号STEP0 在1s 后给定阶跃信号运行仿真模型得到质量块MAS002 的位移曲线如图4。

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图4 压下系统的阶跃响应曲线

在Run 模式下选取线性分析工具(Liner analysis),打开阶跃信号STEP0 和位移传感器DT000 的变量列表对话框,设置阶跃信号的输出值为控制量, 传感器端口1 的位移为观测量, 选取线型分析状态列表得图5, 由图5 可查看已设置的控制量和观测量。由图4 可知该压下系统在5s 时已经处于平衡位置, 添加线性分析时间为5s, 仿真类型为单处理运行, 重新运行仿真后选取频率响应可画出该系统的闭环伯德图, 如图6 所示。运用批处理仿真还可得出不同放大器增益时系统的闭环伯德图, 如图7 所示。

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图5 线性分析中设置的控制量和观测量

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图6 压下系统的闭环伯德图

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图7 不同放大器增益时系统的闭环伯德图

由图4 可以看出, 随着放大器增益的增加, 系统的响应速度加快, 达到稳态的时间缩短。并且可知当放大器增益较小时改变放大器增益可显著改善系统快速响应性能, 而当放大器增益较大时改变放大器增益对系统的响应性能影响较小。通过仿真可知当放大器增益超过一定值时活塞的位移曲线上下振荡, 系统将变得不稳定。

由图6 系统的闭环伯德图可求出系统的幅值频宽、系统闭环固有频率、相位频宽等。由图可知压下系统的幅值频宽较小, 相位频宽较大。而通过图7对比不同放大器增益系统的闭环伯德图可知改变放大器增益几乎对系统的闭环幅频图和相频图没有影响, 因而要提高系统的性能时需要采用其它的校正方案。

5 结束语

通过对该压下系统建模和仿真分析, 证明该压下系统满足设计要求, 为以后进行控制系统的设计分析、校正和仿真奠定了坚实的基础。建模和仿真分析过程表明, 利用AMESim 进行液压系统建模仿真具有方便、快捷、准确的优点, 使用户从烦琐的数学模型中解放出来, 专心于物理系统本身的设计, 起到了缩短产品设计周期, 降低产品开发成本和增加可靠性的作用, 为连轧管机液压压下系统的设计和制造提供了重要参考。

参考文献
[1] 王春行.液压控制系统[M].机械工业出版社, 2004:112-
138
[2] 江玲玲,张俊俊.基于AMESim 的液压位置伺服系统动态特性仿真[J].机械工程与自动化, 2007(1):35- 37
[3] 王划一等.自动控制原理[M].国防工业出版社, 2001:93-270
[4] 付永领, 祁晓野.AMESim 系统建模和仿真[M].北京航空航天大学出版社, 2006:303- 330 

 
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