数字液压缸建模仿真及测试

第1章 绪论 1 1.1 概述 1 1.1.1 传统液压技术 1 1.1.2 数字液压技术 2 1.2 典型数字液压元件 3 1.2.1 增量式数字阀 4 1.2.2 高速开关阀 5 1.2.3 组合式数字阀 7 1.3 数字液压缸国内外研究发展情况 8 1.3.1 国外研究现状 8 1.3.2 国内研究现状 9 1.3.3 数字液压缸建模研究方法及成果 10 1.4 机液伺服机构与数字液压缸 12 1.4.1 典型机液伺服机构原理分析 12 1.4.2 数字液压缸机理分析 14 1.4.3 数字液压缸的特点 15 参考文献 16 第2章 数字液压缸建模仿真分析基础 19 2.1 阀控非对称液压缸建模 19 2.1.1 负载压力及负载流量 20 2.1.2 流量连续方程 21 2.1.3 滑阀的线性化流量方程 23 2.1.4 液压缸和负载的力平衡方程 23 2.2 液压系统的建模原理与方法 24 2.2.1 液压系统的建模原理 24 2.2.2 液压系统的建模方法 26 2.3 机电液系统仿真分析软件平台 28 2.3.1 Matlab/Simulink仿真软件 28 2.3.2 ADAMS仿真软件 32 2.3.3 AMESim仿真软件 36 2.4 机电液系统多软件协同仿真 47 2.4.1 机电液系统各领域参数关联分析 48 2.4.2 基于Simulink的集成化仿真平台框架 48 2.4.3 软件间的组织内部协同仿真方法 49 参考文献 51 第3章 数字液压缸机理建模及Simulink仿真分析 53 3.1 数字液压缸数学模型 53 3.1.1 步进电机与阀芯的旋转模型 53 3.1.2 三通阀模型 54 3.1.3 液压缸模型 55 3.1.4 数字液压缸整体模型 56 3.2 基于传递函数的仿真分析 56 3.2.1 确定仿真参数及建立模型 56 3.2.2 系统稳定性分析 58 3.2.3 系统定位精度分析 58 3.3 基于状态方程的非线性模型仿真分析 60 3.3.1 考虑非线性因素的建模分析 60 3.3.2 仿真结果分析 63 参考文献 66 第4章 数字液压缸AMESim建模与仿真分析 68 4.1 主要元件模型 68 4.1.1 控制阀模型 68 4.1.2 液压缸模型 69 4.1.3 步进电机模型 70 4.1.4 液压油源模型 73 4.1.5 螺旋副模型 74 4.2 数字液压缸AMESim建模仿真思路 79 4.3 基于信号等效反馈的数字液压缸建模仿真 81 4.3.1 建模过程 81 4.3.2 仿真分析 82 4.4 基于阀套随动等效反馈的数字液压缸建模仿真 84 4.4.1 建模过程 84 4.4.2 仿真分析 86 4.5 应用螺旋副的数字液压缸建模与仿真 86 4.5.1 建模过程 86 4.5.2 仿真分析 88 参考文献 89 第5章 数字液压缸机液耦合建模及仿真分析 91 5.1 机液耦合系统参数关联关系 91 5.2 数字液压缸协同建模方案 93 5.2.1 建模方法 93 5.2.2 数据交换方法及接口定义 94 5.3 建立ADAMS动力学模型 94 5.3.1 三维模型建立 94 5.3.2 动力学模型建立 95 5.3.3 模型验证 97 5.4 建立AMESim液压模型 98 5.4.1 考虑数值解算的模型优选 98 5.4.2 液压部分建模 99 5.5 联合仿真接口设置 99 5.5.1 AMESim接口设置 99 5.5.2 ADAMS变量设置 100 5.6 联合仿真分析 103 5.6.1 单级螺旋反馈式数字液压缸联合仿真分析 103 5.6.2 双级螺旋反馈式数字液压缸仿真分析 106 参考文献 108 第6章 数字液压缸性能优化与测试试验 110 6.1 数字液压缸的性能优化分析 110 6.1.1 结构优化分析 110 6.1.2 参量优化分析 113 6.2 性能测试试验系统 115 6.2.1 试验系统硬件设计 117 6.2.2 试验系统软件设计 121 6.3 试验系统AMESim仿真分析 123 6.3.1 AMESim建模 123 6.3.2 仿真分析 124 6.4 数字液压缸性能测试试验 126 6.4.1 工况试验 126 6.4.2 优化验证试验 127 6.4.3 设备验证试验 129 参考文献 130