基于AMESim的液压缸故障建模与仿真

　　0 前言

　　随着软件技术的飞速发展，计算机仿真在机械、液压领域的应用越来越广泛，仿真技术的应用使得机械、液压系统的设计和故障诊断更为方便经济。 随着机电液一体化在现代设备中的应用， 液压装置在一台工程机械设备中的造价通常达到 20%～30%，有的甚至超过50%。 因此对液压系统进行设计和分析，运用计算机仿真技术就具有重大的价值， 它是利用计算机技术研究液压系统动态特性的一种新方法。 计算机仿真技术不仅可以在设计中预测系统性能，缩短设计周期，降低成本， 还可以通过仿真对所涉及的系统进行整体分析和评估，从而达到优化设计，提高系统稳定性及可靠性的目的。

　　本文采用 AMESim 软件建立液压系统的仿真模型， 并进行了系统故障的仿真。 具体方法如下： 利用AMESim 软件建立实际液压测试系统的近似模型，这是一个物理系统模型化的过程， 使仿真系统参数设置与正常状态达到最佳逼近; 再设置系统模型的下级子模型在异常状态下的参数，方便地模拟系统故障，建立起系统相应的故障样本曲线， 为发展故障诊断专家系统的图形知识库做好准备。 同时可实现试验的虚拟化，以液压缸动态仿真为研究内容， 分析了基于AMESim 的液压系统故障仿真方法。

　　1 建模仿真软件AMESim

　　AMESim(Advanced Modeling Environment forSimulations of engineering systems)表示系统工程高级建模和仿真平台。AMEsim 是IMAGINE 公司于 1995 年推出的专门用于液压 / 机械系统的建模、仿真及动力学分析的软件，该软件包含了IMAGINE 的专门技术并为工程设计提供交互能力。 基于直接图形接口，在整个仿真过程中系统可以显示在环境中。AMESim 使用图标符号代表各种系统的元件， 这些图标符号要么是国际标准组织如工程领域的ISO 为液压元部件确定的标准符号，或为控制系统确定的方块图符号，或者当不存在这样的标准符号时可以为该系统给出一个容易接受的非标准图形特征。AMESim 为流体动力、机械、热流体和控制系统提供一个完善、 优越的仿真环境及最灵活的解决方案。

　　在AMESim 绘图区添加符号或图标搭建工程系统草图后，可按如下步骤进行系统仿真：

　　(1)图标元件的数学描述。

　　(2)设定元件的特征。

　　(3)初始化仿真运行。

　　(4)绘图显示系统运行状况。

　　AMESim 使用户能够借助其友好的、面向工程应用的方案， 通过模型库的概念来实现研究任何元件或回路的动力学特性。 而模型库可通过客户化不断升级和改进，以满足用户更高级建模需求。

　　2 AMESim 仿真软件建模