2009 年 5 月
【 设计与研究 】
农业装备与车辆工程
AGRICULTURAL EQUIPMENT & VEHICLE ENGINEERING
2009 年第 5 期
（
总第 214 期）
No．5 2009
（
Totally 214）
收稿日期：2009－03－04
作者简介：谢伟东（1962－ ），男，教授，研究方向：汽车底盘系统及其电子
控制。
农业装备与车辆工程
AGRICULTURAL EQUIPMENT & VEHICLE ENGINEERING
2009 年第 5 期
（
总第 214 期）
No．5 2009
（
Totally 214）
基于 AMESim 的道路模拟液压伺服系统的优化设计
谢伟东，刘大磊
（
浙江工业大学 机械制造及自动化教育部重点实验室，浙江 杭州
310032
）
摘要： 在运用
AMESim
仿真软件基础上，对道路模拟试验台的液压伺服系统进行了建模和仿真，运用软件中优化
功能，对道路模拟试验台的控制参数进行优化分析，提高了控制精度，给出了相应的仿真结果。 运用此方法可以对
类似系统进行优化设计。
关键词： 道路模拟；
AMESim
；仿真；控制参数；优化设计
中图分类号：
TP391．9
文献标识码：
A
文章编号：
1673-3142
（
2009
）
05-0007-04
AMESim Based Optimal Design of Road Simulation Hydraulic Servo－system
XIE Wei－dong
，
LIU Da－lei
（
The MOE Key Laboratory of Manufacture and Automation
，
Zhejiang University of Technology
，
Hangzhou 310032
，
China
）
Abstract
：
Modeling and simulating of the hydraulic servo－system of road simulation test platform is carried out
，
based on the use of
the AMESim simulation software． Especially
，
the optimization function in the application is used to make an optimal analysis to the
control parameter of the road simulation test platform
，
which improves the control precision
，
and then shows the relevant simulation
results． This method is feasible to optimally design similar kinds of systems．
Keywords
：
road simulation
；
AMESim
；
simulate
；
control parameter
；
optimal design
前言
液压系统的优化是优化设计理论在液压系统中
的应用，液压系统中执行元件的动态性能的优化，液
压系统的优化对象主要有效率 、相对稳定性、快 速
性、综合控制性能、抗干扰能力、稳态精度等。不仅使
其传动功能达到最优，也使其控制性能达到最优，遗
传算法是一种模拟生物在自然界环境中的遗传和进
化过程而形成的自适应全局优化概率算法，现在其
应用范围几乎涉及到所有用传统的优化方法难以解
决的优化问题。 本文借助
AMESim
中的设计开发模
块（
Design Exploration
）
中的遗传算法对道路模拟液
压系统的
PID
控制参数进行了优化研究，并给出了
仿真与优化的结果。
1
道路模拟系统的要求
车辆市场的竞争的激烈，要求车辆生产设计厂
家必须以最快的速度推出可靠的 产 品 才 能 赢 得 市
场。 然而产品的可靠性需要进行大量的实车试验才
能获取。 随着电液伺服技术的发展，道路模拟试验
台为替代传统的实车试验和实际道路试验提供了一
个有力的工具。 道路模拟试验在车辆开发试验阶段
是必不可少的。 道路模拟液压伺服系统和其他类型
的液压伺服系统相比，有下列要求：
（
1
）
液压执行机构的功率
－
重量比大， 因此要
求道路模拟的液压伺服控制系统的加速性好， 结构
紧凑，尺寸小，重量轻。则要求液压伺服控制系统中，
必须有提高供油压力的能力， 来满足较高的力或扭
矩，部件的强度必须满足高强度要求。
（
2
）
液压控制系统要有大的刚度，它受外负载
的影响小定位准确。 动作时位置误差小，精度高。 另
外，要求系统的响应速度快，因为液压弹簧与负载形
成的液压谐振频率高。
（
3
）
对任何液压系统而言，温升是个主要的限
制条件，液压控制系统要有良好的解决散热问题，虽
然液压油本身就是一个很好的载热介质， 在系统工
作过程中它可以把由于功耗而产生的热量从发生的
地方带到别的地方通过热交换散热， 但在设计时要
考虑在一定功率条件下减少部件尺寸， 提高系统的
功率
－
重量比。
对于液压伺服系统要求， 就是要体现良好的稳
定性、动态特性和稳态特性，但这三个要求是有条件
制约的。 提高功率
－
重量比就会限制到制造材料的
强度，提高了成本；改善响应速度和减少位置误差，
则会引起系统的振荡； 提高散热性能则会影响系统
的功率
－
重量比。 在初步确定设计方案后，这些将取
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