2MN快锻油压机主动作动态特性仿真分析

2一、研究目的 采用 过本课题的完成，使学生对阀控缸电液位置伺服系统的相关理论进行更为深入的学习，重点掌握以下知识点： 1) 阀控缸位置控制系统数学模型； 2) 3) 阀控缸位置控制系统的动态响应分析 (时域分析、频域分析 )； 4) 总结得出影响阀控缸位置控制参数对其系统频率的影响规律。 二、设计参数 三、设计要求及完成过程 1) 2 2) 2 3) 采用 4) 得出主动作系统的时间响应曲线和频率响应曲线，得出系统的频宽。 5) 总结影响阀控缸系统频率特性的参数，并总结规律。 四、系统原理图 模拟仿真模型 2进和回程三个动作。快下动作要求速度大，节约时间，来增加经济效益，本题目要求 250mm/s，控制位移为 20时主要是通过上位油箱补油。工进过程控制速度130mm/s，控制位移为10程要求控制速度为 250mm/s,位移控制为 以之前有一个卸压过程。 将 2每个动作过程分别进行模拟仿真，建立各个过程的传递函数。如下： A：快下系统原理设计 B：工进系统原理设计 C：回程系统原理设计 主 动 作 A：快下系统原理设计 1V = 2 5 0 m m / 快下行程： 1L = 2 0 1 = 0 22 0 . 0 6 43 1 . 5 8 6，则 缸流量： m i n/960/16/ 泵： n=1000r/（ 500ml/r) 数学模型的建立 流入液压缸的流量 流出液压缸的流量 222 2 1 2 2()i p e x V d C p p C Pd t d t 111 1 21 ( ) +x V d C p pd t d t 负载流量 L 2 1q q q 由于活塞是靠 移动，所以可认为 1 0p 221 )( 中 2 2、缸和负载的力平衡方程 快下过程中只有惯性力，粘性力，由于粘性力很小，故可以忽略 23、阀的流量连续性方程 阀控液压缸的三个基本方程完全描述了阀控液压缸的动态特性， 将三式拉氏变换为 （一）确定动力元件参数及其他组成元件参数 （二）确定各环节的传递函数 阀的传递函数 伺服阀的流量增益 )/(105 9 5 2 36- 由样本查得伺服阀的固有频率 5 3 4 /r a d s阻尼比为 为在大多数液压伺服系统中，伺服阀的响应过程往往高于元件的动态响应，为简化动态特性分析，所以伺服阀的传递函数可简化为二阶震荡环节，则 6022 5 2 1 02 2 0 . 7115 3 4 5 3 4 液压缸 负载的传递函数 q 2 2 2 2K 1 + )A A 4X=+ ( + ) + ( 1 + + ) +4 4 4c ep t p c et t t c e t c ee p p e p p e p B m K K V K Ks s A A A A 式中 压力系数 + Cc e K=0）， 2 1p c 终 得到： 22=2( + + 1 )式中， 24= h为液压阻尼比 = c e e 取总压缩体积为 2 32 24- 3 2 52 8 6 1 0= 0 . 3 = 1 . 9 2 1 042 8 6 1 0= = 6 . 4 1 042 5 2 8 6= 5 5 0 0 + 8 5 0 6 0 3 . 1 4 ( 1 0 ) = 4 . 3 1 02 2 5 g 28 - 22- 2 54 7 1 0 6 . 4 1 04= = = 3 7 . 2 7 r a d / 9 2 1 0 4 . 3 1 0 = = 0 . 7c e e 611= - = 0 . 6 2 3 . 1 4 0 . 0 0 8 5 0 - 3 1 . 5 1 0 = 2 . 2 9 8850q d s W P P - 4 2 - 23 5 . 9=7 . 1 1 0 + 3 . 7 1 0 s + 1系统方框图： 6225 9 5 2 1 02 0 . 715 3 4 5 3 4 - 4 2 - 23 5 . 97 0 + 3 . 7 1 0 s + 1（三）、主动作快下仿真模型 四）、 主动作系统的时间响应曲线 B：工进系统原理设计 泵 转速： n=1000r/量： 500ml/r 流量： Q=500ml/r 1000r/500L/作压力 管道内径 = 3 1 . 5 P a =25的计算 所选阀型号为力士乐 固有频率为 85有阻尼比为 611= - = 0 . 6 2 3 . 1 4 0 . 0 0 8 3 1 . 5 - 3 1 0 = 2 . 8 5850q d s W P P 2 32 24- 3 2 52 8 6 1 0= 0 . 3 = 1 . 9 2 1 042 8 6 1 0= = 6 . 4 1 042 5 2 8 6= 5 5 0 0 + 8 5 0 6 0 3 . 1 4 ( 1 0 ) = 4 . 3 1 02 2 5 g 28 - 22- 2 54 7 1 0 6 . 4 1 04= = = 3 7 . 2 7 r a d / 9 2 1 0 4 . 3 1 0 - 4 2 - 245=7 . 1 1 0 + 3 . 7 1 0 s + 1工进系统的传递函数方框图 - 4 2 - 2457 0 + 3 . 7 1 0 s + 14时间响应曲线和频率响应曲线 注：上图中直线为输入信号 曲线为系统响应曲线 在用 现动梁的位移变化与泵的流量、 值等有关。 上升时间为 于频域过程的伯德图在调试过程中始终没有符合要求的，所以略去 C：回程系统原理设计 流量 m i n/4924/250)200286( 220 p 液压泵排量 492m i n )/1000/(/92/ 30 ）（确定阀规格 （ 1）伺服阀的传递函数 （ 2）缸的传递函数 2 32 24- 3 2 562 8 6 1 0= 0 . 3 = 1 . 9 2 1 042 8 6 1 0= = 6 . 4 1 042 5 2 8 6= 5 5 0 0 + 8 5 0 6 0 3 . 1 4 ( 1 0 ) = 4 . 3 1 02 2 511= - = 0 . 6 2 3 . 1 4 0 . 0 0 8 3 1 . 5 - 3 1 0850d s W P P = = 0 . 7c e e 28 - 22- 2 54 7 1 0 6 . 4 1 04= = = 3 7 . 2 7 r a d / 9 2 1 0 4 . 3 1 0 22245=2 0 . 7+ s + 13 7 . 2 7 3 7 . 2 7 传递函数的方框图： 222452