引言：

    長管道液壓系統性能不但受管道長度的影響,而且受管道直徑的影響。液壓缸定位精度隨著液壓管道長度的增加而降低,響應時間加長;隨著液壓管道直徑的增大精度降低,響應時間延長。因此對于陽極爐液壓伺服系統管路,我們盡量減短管道的長度,在滿足流量的前提下盡量選擇小管徑管道。通過采用以上措施進一步提高了陽極板的合格率。
 
摘要:本文利用液壓仿真軟件AMESim對長管道伺服液壓定位系統進行了仿真。仿真結果表明長管道對伺服液壓定位系統的定位精度及其響應速度有不可忽視的影響。液壓缸的定位精度隨著管道的長度和管道直徑的增加而降低,響應速度隨著管道長度和直徑的增加而變慢。
關鍵詞:AMESim;定位精度;液壓建模與仿真;響應時間

1 引言

    伺服液壓定位系統具有定位精度高,響應速度快等特點,現已在各大型機械和生產線上廣泛應用。隨著機械產品的自動化程度的提高,產品質量要求的提高,伺服液壓定位系統要求更加精確。尤其在某些特殊設備的定位液壓系統具有液壓管道長,同時要求定位精度高,響應速度快等特點。熔煉車間陽極爐雙圓盤澆注系統多采用液壓驅動。廢陽極吊,頂起、預頂起還有中間包及澆注稱重設備等。其中澆注稱重設備(即電子秤)的液壓伺服系統最具代表性。電子秤工作的好壞直接關系陽極板的質量優劣,故對于電子秤油缸的動作要求很嚴格。油缸的定位及動作響應時間直接影響澆出銅水量。對于此類長管道液壓系統來說,管道效應對其定位精度和響應速度的影響是不可忽視的。管道效應的理論研究一直是人們所關注的,但由于管道的數學模型復雜,給液壓系統考慮管道效應的研究帶來很大的障礙。本文不以管道的數學模型為基礎,利用液壓仿真軟件AMESIM來考慮管道效應。通過對液壓系統進行仿真分析,找出管道對伺服液壓定位系統的影響。

2 系統原理及其仿真模型

    2.1 AMESIM軟件簡介

    AMESim全稱為AdvancedModeling Environment for Performing Simulations of Engineering Systems,是法國IMAGINE公司開發的高級工程系統仿真建模環境,為流體、液體、氣體、機械、控制、電磁等工程系統提供一個較完善的綜合仿真環境。AMESim具有以下幾個特點:

    (1)AMESIM是一個多學科領域的建模仿真平臺,在統一的平臺上實現了多學科領域的系統工程的建模與仿真。不同領域的模塊之間直接的物理連接方式使AMESim成為多學科領域系統工程建模和仿真的標準環境。

    (2)AMESim具有豐富的模型庫用戶可以采用基本元素法,按照實際物理系統來構建自定義模塊或仿真模型,而不需要去推導復雜的數學模型。

    (3)AMESim采用變步長變階數變類型魯棒性強的智能求解器,根據用戶所建模型的數學特性自動選擇最佳的積分算法,并根據在不同的仿真時刻的系統的特點動態地切換積分算法和調整積分步長,以縮短仿真時間和提高仿真精度。

    (4)AMESim提供了豐富的與其他軟件的接口, 比如控制軟件接口Matla、Adams,實時仿真軟件接口等。基于這些優點, AMESim 軟件已廣泛地被GM、Ford、LG、ZF、Bosch等公司采用,成為在汽車、液壓和航空航天等研發部門的理想選擇。

    2. 2系統原理圖

    本文以某生產線上伺服液壓定位系統為研究對象。該液壓系統具有連接管道長,定位精度高,穩定性要求好,響應速度要求快等特點。其原理如圖1所示。
 
    1. 定位液壓缸; 2. 位移傳感器; 3. 伺服閥

圖1 定位液壓原理圖

    2. 3 基于AMESIM仿真模型的建立