基于AMESim的高速开关阀控缸系统建模与低速特性仿真研究

发布时间：2017-08-25 11:20

  本文关键词：基于AMESim的高速开关阀控缸系统建模与低速特性仿真研究

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【摘要】：气动技术具有响应快、廉价、可靠、易保养等优点，大量应用于机械行业中，是当代自动化生产的主要手段之一。科学技术在近些年有了飞速的发展，对气动元件低速运动性能有了更高的要求。计算机模拟技术在科研、军工、教育、工业、运输等行业已得到大量应用，将此项技术引入气动系统的设计和工作性能分析研究，对提高气动系统低速运动性能具有重要的理论意义，，对扩展气动系统的应用领域具有重要的实际应用价值。 应用气体状态方程、热力学方程、摩擦学理论和理论力学理论，建立气缸数学模型，包括气体质量流量方程，气体温度—压力方程，气缸运动方程，摩擦力方程和高速开关阀数学模型，为创建气动元件和气动系统仿真模型提供理论依据。 以SMC VQ100系列三通直动式高速开关阀控SMC CEP1系列单杆双作用气缸气动系统为研究对象，应用AMESim仿真软件，创建气动元件和气动系统的仿真模型，并对创建的模型进行验证。利用AMESim仿真软件建模简单、方便的特点和Matlab/Simulink数据处理能力强的优势，应用两款仿真软件对SMC VQ100系列高速开关阀控CEP1系列气缸气动系统，以S函数为数据传输媒介，建立联合仿真模型，为阀控缸气动系统的低速性能研究提供仿真模型。 基于高速开关阀控气缸气动系统联合仿真模型，对气动系统低速运动性能进行研究，定量研究气源压力、负载和缸径变化对气缸低速运动时速度抖动的影响，并揭示其影响规律。同时，研究高速开关阀反馈弹簧疲软、负载力源波动和气缸泄漏量对气缸低速抖动的影响。上述研究成果对VQ100系列高速开关阀控CEP1系列气缸气动系统控制器优化设计和系统低速性能的提高具有重要的理论意义。
【关键词】：阀控缸气动系统 低速抖动 联合仿真模型 AMESim
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH138.52
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题来源10
• 1.2 课题的背景和意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-14
• 1.3.1 气缸低速摩擦特性研究现状11-13
• 1.3.2 气动系统计算机仿真研究现状13-14
• 1.4 本文主要研究内容14-15
• 第2章 气动系统建模理论基础15-22
• 2.1 流量方程15-19
• 2.2 温度—压力方程19-20
• 2.3 流量系数20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 高速开关阀控气缸气动系统数学建模22-28
• 3.1 气缸数学模型22-26
• 3.1.1 气缸质量流量方程22-23
• 3.1.2 气缸温度—压力方程23-24
• 3.1.3 气缸运动方程24
• 3.1.4 气缸摩擦力方程24-26
• 3.2 高速开关阀数学模型26-27
• 3.3 本章小结27-28
• 第4章 基于 AMESim 的阀控缸联合仿真模型28-39
• 4.1 基于 AMESim 气动系统仿真概述28-29
• 4.1.1 AMESim 的普通气动元件库29
• 4.1.2 AMESim 的 PCD 库29
• 4.2 基于 AMESim 的高速开关阀控气缸仿真模型29-34
• 4.2.1 气缸的 AMESim 仿真模型30-31
• 4.2.2 高速开关阀的 AMESim 仿真模型31-32
• 4.2.3 阀控缸的 AMESim 仿真模型32-33
• 4.2.4 基于 AMESim 的联合仿真模型33-34
• 4.3 基于 MATLAB/Simulink 的阀控缸气动系统联合仿真模型34-36
• 4.3.1 PID 控制算法34-35
• 4.3.2 PWM 控制算法35-36
• 4.3.3 基于 Simulink 的气动系统联合仿真模型36
• 4.4 气动元件仿真模型的验证36-38
• 4.5 本章小结38-39
• 第5章 高速开关阀控气缸气动系统低速特性研究39-46
• 5.1 气缸低速抖动现象分析39-40
• 5.2 高速开关阀控气缸低速特性研究40-42
• 5.3 基于 AMESim 的阀控缸气动系统故障仿真研究42-45
• 5.4 本章小结45-46
• 结论46-47
• 参考文献47-50
• 致谢50

【参考文献】

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本文编号：736633