双作用液压缸为例-

%7液压缸数学模型的建立

进油腔瞬态流量方程%

[

Z’

! J

" j2

!’"

出油腔瞬态流量方程%

[

Z’

! J

" j2

!/"

液压缸的力平衡方程%

Fj$iJ

!,"

其中% >

, >

是活塞两端的有效面积* J

, J

和 M

分别是进出油腔的压强和体积* $是作用在活塞上

的外干扰力* =

’

, =

! E$’

分别

图 &7液压缸示意图

是进油腔和出油腔的液容*
2

, 2

是两油腔的泄漏系数*

2是液压油体积弹性增量* ?
是活塞的质量* :为粘性摩擦

系数* Fi

Z’

活塞的运动速度-

&7模型的仿真与分析

对于液压伺服系统) 我们作出如下假设% !%"

忽略外泄漏和干摩擦等因素的影响) !&" 进油腔和
出油腔的工作压力呈对称变化) 两腔流量相等* !-"

活塞两端的有效面积相等) 即% >i>

* !#" 两

腔的液容按活塞行程 ’i

%
&

E来计算) 则% =i=

!’" 外干扰力 $i4- 于是) 可以得到液压缸的主控
传递函数 !输出速度对输入流量的传递函数"%

&! *

" i

M! *

[! *

j&94*j%

!6"

式中% /为放大系数) /i

>!% j3#

* 3为内泄漏系

数) 3i9

[

* #

是液压缸的液阻) #

- 4为时间

常数) 4i

&! 3:j>

- 9 为阻尼比) 9 i

%
&

"* =为液压缸液容) =i

%
&

应用 .I*UIG的 OJ

图 -7仿真模型

YUJ

"e工具箱对液压缸进

行仿真研究) 建立如图 -
所示的仿真模型-

取 ?i%‘<) *i45

’=

)

=i6 p%4

‘<)

’E

) :i

/ p%4

) 代入上面的仿

真模型) 由输入流量 [ !如图 # !D"" 得出输出速度
的阶跃响应曲线) 如图 # !C" 所示-

图 #

;8结束语

通过对液压系统的 .I*UIG仿真研究) 可得出

如下结论%

!%" .I*UIG仿真技术功能非常强大) 设计者

只需要建立液压系统的简单数学模型就可以通过仿真
得出系统的一系列的特性曲线) 这有利于对液压系统
的设计和改进-

!&" 液压技术与计算机技术的结合越来越密切)

数字液压成为液压技术发展的一个重要方向) 也是机
电一体化发展的一个重要部分-

!-" 仿真等计算机技术的应用) 简化了液压系

统的设计, 简化了控制方法, 增加了系统可靠性, 扩
大了应用领域, 降低了系统成本, 便于远程控制, 容
易实现故障预报和监控-

参考文献

4%5 张森) 张正亮 5.I*UIG仿真技术与实例应用教程

. ./ 5机械工业出版社) &44#5

4&5 蔡廷文 5液压系统现代建模方法 . ./ 5中国标准出

版社) &44&5%&5

! 下转第 %6# 页"

’

% 机床与液压& &44/5"A

万方数据