为降低注塑机在移模过程中的能量损失,结合伺服泵和插装阀的优势,设计了二板式注塑机移模系统并进行仿真分析。以二板式注塑机移模系统为研究对象,结合液压仿真软件AMESim和动态系统仿真软件Matlab/Simulink的优越性,建立了二板式注塑机移模系统联合仿真模型,进行联合仿真分析,结果表明由伺服电机驱动定量泵的注塑机在移模阶段总能耗为55 k J,比普通电机驱动定量泵节能27%;验证了仿真模型的正确性;为联合仿真技术在二板式注塑机设计上的应用提供借鉴。

针对轴对称矢量喷管的功能要求,设计一种基于模糊PID控制的轴对称矢量喷管液压伺服系统。运用AMESim和MATLAB/Simulink对该系统进行建模与联合仿真,并与常规PID控制进行比较,分析系统的响应特点,验证电液伺服阀冗余备份功能和故障回中功能的可行性。仿真结果表明所设计的轴对称矢量喷管液压伺服系统具有良好的工作性能,而加入模糊PID控制的系统具有更好的稳态特性、动态特性和更强的鲁棒性,同时验证了电液伺服阀冗余备份功能和故障回中功能是切实可行的。

针对液压缸位置控制系统低成本要求,设计了基于电磁换向阀的液压缸位置控制系统,对其液压系统和控制系统进行了设计,针对控制系统的非线性特性,提出了Bang-Bang控制和PFM控制相结合的控制算法,并运用AMESim和Simulink联合仿真验证了算法的有效性,最后通过实验验证了系统的稳定性。实际运行结果表明,基于电磁换向阀的液压缸位置控制系统性能稳定,液压缸位置误差小于1 mm。

平台调平控制是一个重要且复杂的过程,很难用一个精确的数学模型来描述,而传统的PID控制稳态精度不高、抗干扰性差,难以满足复杂环境下的自适应调平需求。因此,设计了模糊PID控制算法来对飞行器发射平台进行调平,介绍了模糊PID控制的设计方法,系统采用AMEsim和MATLAB/Simulink联合仿真,并将传统PID控制和模糊PID控制的仿真结果对比。仿真结果表明模糊PID控制的平台调平相较于传统PID控制具有更高的控制精度和动态性能,调节速度提高了40%以上,无超调,无滞后,具有更好的抗干扰性和鲁棒性。使用AMEsim对平台调平系统建模,大大的提升了设计效率,在MATLAB中设计控制算法利用该软件强大的计算能力,使仿真的结果更加精确可靠。

液压提升机液压系统具有大惯量、非线性、变参数等特性,用c-mex s-function实现模糊神经网络控制器,对其液压部分和控制部分分别建立Amesim和Simulink仿真模型。分析Amesim/Simulink的联合仿真结果可知,模糊神经网络PID控制器在液压提升机的控制系统中具有良好的干扰抑制性能和跟踪能力。

以5自由度关节型液压机械手为控制对象,阐述液压机械手的电液伺服阀控系统的结构组成及原理。研究电液伺服系统的闭环控制系统,计算液压机械手的电液伺服系统传递函数,并在MATLAB平台下绘制bode图来验证系统的动态稳定性,有针对性地提出电液伺服系统性能优化方案。同时,针对机械手液压驱动系统的电液伺服阀位置闭环控制系统,在AMESim平台下建立阀控非对称液压缸的液压机械系统模型,在Simulink平台下建立PID控制系统模型,通过AMESim/Simulink进行联合仿真分析,解决了电液伺服控制系统在AMESim平台下难以建模的问题,系统响应速度明显加快。

轮式牵引器驱动轮常被设计为近似齿轮的外形,但不合理的接触正压力加快驱动轮齿形压溃和磨损,降低驱动轮和套管的摩擦性能和越障能力,因此需要通过控制液压系统输出性能合理匹配驱动轮接触正压力。针对此问题建立了100~150 mm套管中液压缸活塞杆位置和驱动轮正压力之间的力学关系,利用AMEsim软件建立120 mm套管推靠机构的二维机械结构和液压系统仿真模型,联合Simulink建立液压缸输出位置的模糊PID控制,研究液压系统输出特性及驱动轮接触正压力和驱动臂、推靠臂的运动学性能。仿真结果表明:在120 mm套管中通过模糊PID控制的液压缸活塞杆输出位置,整个过程中液压缸活塞杆输出位置稳定时最大误差0.5 mm,接触正压力最大误差为5.24 N,驱动轮和套管壁接触稳定,推靠臂、驱动臂转速合理且不会产生过大冲击,验证了方法的可行性和可靠性,为后续轮式牵引器...

针对传统单泵式液压传动风力发电系统在复杂工况时常处于欠功率运行的状态,从而使整个机组工作效率较低的现象,提出一种基于风速-压力反馈的数字式多泵液压传动系统。根据不同风速状态得到相应管路压力,并根据压力状态控制液压泵的切入个数,从而使多泵系统可以快速响应系统状态变化,最大化地将风能转化为电能,以提高系统效率。通过在多泵系统与液压马达之间接入由电磁开关阀控制的蓄能系统,辅助多泵系统工作,提供瞬态的蓄能供能作用,以短时间内抑制液压管路能量波动,提高系统运行的安全性和稳定性;通过AMESim/Simulink进行仿真。结果表明:所设计的多泵蓄能系统可以适应复杂风速工况运行,工作效率比传统单泵系统更高且更稳定。

针对传统液压型风力发电机组采用单个大排量定量液压泵和单个变量马达组合,在中低风速下系统处于欠功率运行状态的现象,研究一种多泵多马达组合的传动方案,根据风速的不同,控制液压泵和马达的切入切出,从而将风能最大化地转化为电能。对串、并联马达转速控制进行研究,采用复合转速闭环控制和解耦补偿控制使转速稳定在同步转速。AMESim/Simulink联合仿真结果证明:该系统可以适应复杂风速工况运行且满足并网要求,相对传统单泵单马达系统更加稳定

主要叙述了液压系统仿真的发展历程和应用领域。仿真技术主要用于产品研发和优化,可以大量节省产品研发时间。随着仿真技术水平的提高,各领域之间的联合仿真技术开启了仿真技术的新起源。