基于SIMULINK的液压伺服系统仿真.pdf

文章编号10032079420060420575202 基于SIMULINK的液压伺服系统仿真 霍族亮,郭凡灿,谢 伟,葛云燕 山东科技大学,山东 青岛266510 摘要液压伺服系统作为控制系统的一种有效的控制方法,在工程中有着及其重要的地位。 对液压伺服系统进行仿真可以有效了解系统的稳定性,实现对系统的智能设计。 关键词 Simulink;液压伺服系统;仿真 中图号 TH137152文献标识码 A Simulation of Hydraulic Servo System Based on Simulink HUO Zu- liang, GUO Fan - can , XIE Wei, GE Yun - yan Shandong University of Science and Technology , Qingdao 266510 , China Abstract The hydraulic servo systemwhich is an effective controlling plays a very important part in en2 gineering. We can know the dynamic stabilityof hydraulic servo system and achieve the intelligent design to it. Key words Simulink; hydraulic servo system; simulation 0 引言 液压伺服控制系统具有良好的控制性能,因此 在工业控制系统中有着广泛的应用。利用计算机对 系统进行仿真,无论对其性能分析,还是系统辅助设 计,都有重要的意义。因此,液压伺服控制系统仿真 一直是研究的重点。本文利用MAT LAB软件中的动 态仿真工具SIMULINK,构造了位控液压伺服控制系 统仿真模型。然后以位控液压位置伺服系统的实例 进行仿真,并对其进行系统性能分析。 1 液压伺服系统的统一方块图 无论是机液伺服系统还是电液伺服系统,无论 是阀控式还是泵控式,无论执行元件是液压缸,还是 液压马达,无论是位置系统还是速度系统,其数学模 型都有着统一的形式。各种不同的液压伺服系统, 除了其信号输入、 放大、 校正、 反馈、 转换的方式不同 以外,其 “液压执行” 部分的数学特性的形式是类同 的。掌握这个规律,不难获得液压伺服系统的数学 模型。其统一的方块图如图1所示。 图1 液压伺服系统的统一方块图 Fig11 Uni diagram of hydraulic servo system 2 伺服系统仿真 在获得电液伺服系统的统一方块图后,来建立 一个由伺服阀-液压缸-位置负反馈-比例调节器 组成的位置伺服系统在干扰负载为零时的动态结构 图见图 2 。 图2 液压伺服系统的动态结构图 Fig12 Dynamic diagram of hydraulic servo system W.预先给定的活塞位置输入信号 KR.放大器的增益 K1 伺服阀 放大系数 Ts, as.伺服阀时间常数和阻尼比 伺服阀的输出流量可近似用QKQy表示,此 处y表示伺服阀内功率放大元件即滑阀的位移, KQ 是滑阀流量增益。液压缸传递函数的参数是TM时 间常数、aM阻尼比和KM放大系数。液压缸输 出物理量为速度v ,经积分环节得活塞的运动位置 x的轨迹。 已知某电液伺服系统的测试数据如仿真模块图 2 ,经适当计算,将结果代人结构图,然后建立 SIMULINK仿真程序下的仿真模块图,如图3所示。 图3 仿真模块图 Fig13 Simulink module diagram 其中系数KR, K值的连乘积为0.004, KQ, KM 连乘积为2 500,其他参数值 as 0.8, Ts 0.02 s; TM 0.010 5 s ,aM 0.1,活塞初始位置W 012 m。 对于给定活塞初始位置输入信号W 0. 2 m , SIMUUNK仿真程序下,液压缸活塞输出位置x和位 第27卷第4期 2006年 4月 煤 矿 机 械 Coal Mine Machinery Vol127No14 Apr. 2006 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 文章编号10032079420060420576203 提高光纤电压传感器稳定性方法的研究 马天兵,赵耀军 安徽理工大学,安徽 淮南232001 摘要针对光纤电压传感器存在的温度稳定性问题,探讨了几种补偿的方法。通过实验,得 到了相应的数据,绘出了补偿前后的效果对照图。并对温控法、 双光路法和软件补偿法,做出了客 观的评价。实验证明,进行相应的温度补偿措施后,光纤电压传感器的性能有了很大的提高。 关键词光纤电压传感器;温度;补偿 中图号 TM45文献标识码 A Research on Improving Stability s for Optical Fiber Voltage Sensor MA Tian - bing, ZHAO Yao- jun Anhui University of Science and Technology , Huainan 232001 , China Abstract Discusses a few temperature compensation s for the optical fiber sensor. It also provides ex2 perimental data and compensation effect figs. The temperature control , the double optic route and the software compensation are uated. The results prove that the perance of optical fiber voltage sensor can been improved greatly. Key words optical fiber voltage sensor ; temperature ; compensate 0 前言 随着现代电力系统的发展,尤其是电网输电压 等级的提高,迫切需要新型光学电压传感器来替代 传统的互感器。它较传统的电磁式互感器有着显著 移偏差z ,伺服阀滑阀位移y以及活塞运动速度v 在时域的响应曲线如图4、 图5和图6所示。 图4 输出位置x、 位移偏差z和时间t的关系 Fig14 Relation of output positionxand offset deviationzwith timet 图5 滑阀位移y和时间t的关系 Fig15 Relation of slide valve displacementywith timet 3 结语 MATIAB语言提供的仿真工具SIMULINK使仿 真工作可以以结构图的形式进行,省去了以往仿真 图6 活塞运动速度v和时间t的关系 Fig16 Relation of piston motion velocityvwith timet 研究中的大量手工编程过程,避免了编程错误造成 的数值不稳定。对液压伺服系统进行仿真可以有效 了解系统的稳定性,实现对系统的智能设计。同时, 借助模拟示波器能将仿真动态结果加以显示,因而 仿真过程十分直观。为液压伺服控制系统设计和应 用研究提供参考。 参考文献 [1]蔡廷文.液压系统现代建模方法[M].北京中国标准出版社, 2002. [2]黄文梅.系统仿真分析与设计[M].长沙国防科技大学出版社, 2001. [3]孙兆林.MAT LAB6.x图像处理[M].北京清华大学出版社,2002. 作者简介霍族亮19 - ,山东乐陵人,在读硕士研究生,主要 从事机电一体化方面的学习. 收稿日期2005211223 第27卷第4期 2006年 4月 煤 矿 机 械 Coal Mine Machinery Vol127No14 Apr. 2006 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.