基于组态王和三菱PLC软件,开发一套液压系统电气控制可视化虚拟教学实验系统,利用该系统可实现液压系统的继电器控制或PLC控制实验。以机床工作台液压系统继电器控制为例,介绍整个虚拟实验系统的构成方案和详细实现过程。仿真运行和教学效果表明:该虚拟实验系统可实现从虚拟操作台操作、继电器触点动作和虚拟液压系统动作的实时全联动,能够直观、逼真地显示真实液压系统继电器控制中控制信号传递及相互作用全过程,解决学生学习液压系统微机控制专业课程中对隐藏于液压系统电气控制系统硬件内部的控制信号感觉抽象、难以理解的问题。

以10 L/min力反馈两级电液伺服阀为研究对象,在MATLAB/Simulink下建立伺服阀的仿真模型,通过仿真得到伺服阀的阶跃响应曲线、伯德图和动态性能指标,为力反馈两级电液伺服阀的参数优化、性能提升和工程应用提供了参考。

利用Pro／E和Fluent软件对不同λ1（喷嘴宽度D1与导流窗口最小宽度H1的比值）的偏转板射流阀进行几何建模与流场仿真，得到不同λ1下偏转板射流阀内部射流速度、压力云图和射流流场的速度、压力分布特征；通过分析仿真数据得到λ1对供油流量Qs、射流流量QJ、射流流量效率ηJ的影响规律。研究发现，喷嘴喷射出的部分油液由于受到V形导流斜面的作用沿着V形导流斜面反向运动，从而使喷向接收口的有效射流流量减小，同时在偏转板入口两侧出现漩涡和能量损失；随着λ1增大，供油流量QS近似线性增大，而射流流量QJ先增大后又减小；当λ1=1时射流流量QJ取得最大值12．5kg／s，对应的射流流量效率ηJ，最大为77．6％。研究结果为偏转板射流伺服阀的效率提高及结构优化设计提供理论依据与参考。

运用CFD软件对某型号偏转板射流阀内部不同阀口参数组合下的压力特性进行数值计算和分析，得出偏转板射流阀输出压力特性随不同阀口结构参数组合的变化规律。计算发现：供油压力为4MPa时，λ1≈0．6，1．5≤λ2≤2，1≤λ3≤1．5组合下偏转板射流阀输出压力增益较大，输出压力特性曲线与偏转板位移成线性关系，研究结果可为偏转板射流伺服阀的工程设计和优化提供理论依据与参考。

应用CFD软件对偏转板射流阀进出油阻尼孔不同参数条件下的射流流场进行数值模拟得出偏转板射流阀内部射流速度、压力的分布特征和不同阻尼孔参数D1、D2、L1、L2对射流速度、压力的影响规律。研究发现：射流速度由喷嘴处的最大值先逐渐减小在0.8 mm位置处又上升到仅次于喷嘴射流速度的较大值;射流压力先增大后又在0.8 mm位置处减到较小值最后在两接收口间阀体处达到射流压力最大值。参数D1对通过V型导流窗口的射流流量、射流压力和恢复压差起决定性作用;增大参数D2时射流速度曲线向上平移而射流压力曲线向下平移。参数L1对射流压力有影响而参数L2对射流场的影响可以忽略。研究结果为高性能偏转板射流伺服阀的工程设计和优化提供参考。

压下系统是连轧管机的关键设备提高压下系统的性能是提高成品钢管质量的途径之一。在分析先进连轧管机对压下性能要求的基础上结合板带轧机中已普遍采用的液压压下装置设计出可用于连轧管机的液压伺服压下系统并利用AMESim这一方便、直观、高效的系统建模仿真工具建立了该液压伺服压下系统的仿真模型对其动态特性进行了仿真和深入分析为连轧管机液压压下装置的设计制造和性能改善提供了参考。

压下系统是连轧管机的关键设备,提高压下系统的性能是提高成品钢管质量的途径之一。在分析先进连轧管机对压下性能要求的基础上结合板带轧机中已普遍采用的液压压下装置,设计出可用于连轧管机的液压伺服压下系统,并利用amesim这一方便、直观、高效的系统建模仿真工具建立了该液压伺服压下系统的仿真模型,对其动态特性进行了仿真和深入分析,为连轧管机液压压下装置的设计制造和性能改善提供了参考。

通过对两种顶杆小车液压张紧系统工作原理的分析，利用仿真软件AMESim建立了各自相应的液压模型并进行了仿真，得出了顶杆小车快速启动和停止时小车的速度、各段钢丝绳所受拉力和伸长量的变化曲线，为合理选择钢丝钢丝绳提供了参考，而且通过分析比较可知在对小车速度要求较高的场合，采用电液比例张紧系统效果明显优于普通张紧系统。

"液压控制系统"是流体传动与控制专业方向的一门重要的专业课,目前该课程的教学不能满足应用型"卓越工程师"培养的要求。文章分析了"液压控制系统"课程教学的现状和存在的问题,提出在教学内容、教学方式方法、教学手段、考核方式等方面进行全面改革的建议。为了增强学生的实际工程能力和创新意识,我们在教学中引入案例教学法,将典型电液伺服系统工程项目(电液伺服振动试验台)的设计、仿真、制造和安装调试全过程贯穿于整个课程教学之中,以期达到培养卓越工程师的目的。

针对《液压控制系统》课程理论性强，涉及面广，内容抽象等特点，在教学中引入AMESim仿真软件，以力反馈两级电液伺服阀为对象进行建模仿真，阐明了AMESim软件在本课程教学中的应用，达到了促进学生对抽象知识的理解和掌握，激发学生兴趣，提高教学水平及学生的工程实践能力的目的。