参数用于规定仿真结果文件的采集时间间隔，

“0”或负值代表该间隔与 Simulink 仿真结果文

件相同，若设定值为

“0.001”即代表该间隔为 0.001 秒。

　　

3. 液控联合仿真模型

　　根据盘式刹车系统的物理模型，可将其分为液压系统模型和控制系统

[3]模型两部分，

其中液压模型在

AMESim 环境下构造，而控制模型部分则在 MATLAB 中完成。在 AMESim

中选择适当的数学模型搭建好液压系统框架后，设定各元件参数，然后利用

Interface 菜单

创建控制模块，并将其和液压模型对应部分相连接，并运行该系统模型，从而产生可在
Simulink 中调用得 S 函数。推进液压系统在 AMESim 环境下的系统模型如图 2 所示。其中，
13 为接触正应力传感器，14 为液控联合仿真模块[4]。
　　通过在

AMESim 中建立输出接触正应力与输入压力调节阀电流信号关系，可搭建盘式

刹车液控联合仿真模型。

 　　控制系统模型[5]则在 MATLAB /Simulink 中完成，通过

Simulink 中的 S-Function 模块将 AMESim 产生的 S 函数加入到 Simulink 的模型中，同时也
将

Simulink 中的控制算法模型连接到 AMESim 中的控制模块内，从而完成整个盾构推进系

统的建模。本文所采用的盘式刹车液压系统在

Simulink 环境下的反馈控制系统模型如图 3 所

示。
　　

4. 仿真结果及分析

　　在

Simulink 工具菜单栏中选择 Simulation 菜单，然后选择 Parameters，在弹出的参数设

置对话框中，设置开始时间（

Start Time）为 0.0，结束时间（End Time）为 1.5s。在仿真类

型的一个选择栏，选择

variable step mode 参数，第二个选择栏选择 ode15S 参数（刚度系统

的变阶次多步解法）。其余各项参数取默认值即可，仿真结果如图

4、图 5、图 6 和图 7 所示。

　　从图

4 至图 7 可知，相应输入输出变化曲线非常吻合，只是在 Simulink 中结果曲线不

是很光滑，这是因为

Simulink 设置求解步长和精度决定的。从图 7 可知，刹车系统存在一定

的接触间隙及液压系统滞后性，故图最初表现为

0 的平行段，当刹车块与刹车系统接触后，

接触正应力迅速大增加一定值，不再增加而有保压的趋势，这是由于系统输入的电流信号
保持为

30mA，曲线不是完全水平的因为活塞继续运动会引起弹簧产生一定的回复弹力，

但回复弹力不是很大，当系统收到反馈回来的正的增益信号后，系统的电流继续上升，直
至

40mA 不再变化，此时缸内压力将很快达到最大值 60bar，刹车力矩也达到最大。由于系

统受流体粘性阻尼及回复弹力等的作用，故此阶段上升的曲线不全是直线而近似直线过程
在约为

0.12s 时刻系统制动力矩达到最大。

　　结论
　　采用

AMESim 和 Simulink 联合仿真，可以直接检测刹车盘制动正压力大小，并可将其

作为反馈信号，来调制压力调节阀的控制信号，从而构成力反馈控制系统，便于对液压盘
式刹车系统进行制动性能分析，并有助于获得理想的压力调节阀控制信号。
　　参考文献：
　　

[1] 王 瑜，林 立，姜建胜.基于 AMESim 液压盘式刹车系统建模与仿真技术[J].石油机

械

.2008，36（9）：31-35.

　　

[2] 胡安平.基于 AMESim-Simulink 联合仿真的再生制动系统研究[D].[硕士学位论文].吉

林大学汽车工程学院：

2008.

　　

[3] 董霞，陈康宁.机械控制理论基础[M].西安：西安交通大学出版社，2005：274-275.

　　

[4] 杨武双.基于 AMESim 的车辆防抱死制动系统的仿真研究[D].[硕士学位论文].湖南大

学机械与汽车工程学院：

2008.

　　

[5] 刘忠，杨襄璧.液压传动与控制实用技术[M].北京：北京大学出版社，2009：125-

127.