气液联控柔顺力控制系统的建模和仿真
润滑油系统气液两相流流动特性仿真与试验
润滑油系统气液两相流流动特性仿真与试验润滑油系统气液两相流流动特性仿真与试验引言：润滑油系统是机械设备中至关重要的部分，它以润滑油为介质，使各种运动部件之间能够顺畅摩擦。
随着科技的发展和对机械设备性能要求的不断提高，润滑油系统在许多领域都面临着更高的要求。
其中，润滑油系统气液两相流动特性的研究对于润滑油系统的设计和优化至关重要。
本文将通过仿真与实验的方式，探讨润滑油系统气液两相流流动特性的相关问题。
1. 气液两相流及其在润滑油系统中的应用气液两相流是指在一定空间范围内，同时存在气体和液体两种不同物质相的流动现象。
在润滑油系统中，由于运动部件的高速运动和工作环境的特殊性，润滑油会产生空气动力学效应，形成气液两相流动。
这种气液两相流动既与润滑油性质有关，也与系统参数、工况等因素密切相关。
2. 润滑油系统气液两相流动特性的仿真研究针对润滑油系统的气液两相流动特性，我们首先进行了仿真研究。
通过建立润滑油系统的流体力学模型，并应用计算流体力学方法，可以对气液两相流动进行定量分析。
在仿真过程中，我们考虑了润滑油的黏度、密度等性质参数，同时还考虑了系统中气体和液体的相对速度、质量流量等因素。
通过对仿真结果的研究分析，我们可以获得关于气液两相流流动的相关参数和特性。
3. 润滑油系统气液两相流动特性的实验研究为了验证仿真结果的准确性，我们进行了实验研究。
通过设计和搭建适当的实验装置，我们可以模拟润滑油系统中的气液两相流动情况。
在实验中，我们可以通过流量计、压力传感器等工具测量润滑油系统中不同位置的压力和流量等参数。
通过对实验结果的检测和分析，我们可以与仿真结果进行对比，从而验证仿真模型的准确性，并进一步了解润滑油系统气液两相流动的特性。
4. 实验结果与仿真模型的对比分析将实验结果与仿真模型进行对比分析后，我们发现两者之间具有较好的一致性。
实验结果验证了仿真模型的准确性，从而提升了我们对于润滑油系统气液两相流动特性的理解。
基于AMEsim的液压系统建模与仿真
基于AMEsim的液压系统建模与仿真1. 引言1.1 液压系统的重要性在工业生产中，液压系统不仅能够提高生产效率和产品质量，还能够实现复杂的动作控制，如加工、装配、搬运等工艺。
液压系统还可以实现大功率、高速度、大扭矩等要求的动力传递，满足各种工程设备对动力传动的需求。
1.2 AMEsim在液压系统建模中的应用AMEsim是一款专业的多物理领域建模和仿真软件，广泛应用于液压系统建模中。
利用AMEsim软件，工程师们可以快速准确地对液压系统进行建模、仿真和优化，从而提高系统设计的效率和可靠性。
在液压系统建模中，AMEsim通过模拟液压元件的动态行为，可以帮助工程师们更好地理解系统的工作原理和特性。
通过简单易用的界面和丰富的库文件，工程师们可以快速构建复杂的液压系统模型，并进行参数化和优化。
AMEsim还具有强大的仿真和分析功能，可以帮助工程师们有效地验证设计方案，预测系统性能，并进行虚拟试验。
通过对液压系统建模过程中的各种运动学、动力学和热力学效应进行精确的仿真，工程师们可以在设计阶段就发现潜在问题，并进行改进。
AMEsim在液压系统建模中的应用为工程师们提供了一种高效、准确和可靠的工具，可以帮助他们优化系统设计、提高工作效率，并最终实现液压系统的性能和可靠性的提升。
2. 正文2.1 液压系统的工作原理液压系统是一种利用液体传递能量的系统，其工作原理是通过利用液体在封闭管路中的压力来传递动力。
液压系统由液压泵、执行元件、控制元件和液压储能装置组成，液压泵将机械能转换为液压能，并将液压液送入管路中，液压液通过管路传递到执行元件，使之产生相应的运动或力。
控制元件则用来控制液压系统的工作方式和速度，液压储能装置则用来储存液压能，以便在需要时释放能量。
液压系统的工作原理基于帕斯卡定律，即液体在封闭容器中的压力均匀分布。
当液压泵提供压力时，液压系统中的液压液会传递这个压力，使得执行元件产生运动或力。
液压系统的优点是传递力矩大、稳定性好、反应速度快、工作范围广等。
电力系统中的建模与仿真
电力系统中的建模与仿真电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，其复杂性和重要性也使得对其运行进行建模和仿真成为必要的研究。
建模和仿真是电力系统研究的重要手段，可以模拟不同情况下的系统运行状态，进而预测和优化其性能。
一、电力系统建模电力系统的建模可以从几个方面入手：1）设备建模，包括发电机、变压器、电缆和配电设备等；2）线路建模，考虑其参数和拓扑结构；3）控制设备建模，例如自动调压器、断路器和开关等；4）系统建模，将各种设备和线路组成一个完整的电力系统。
发电机是电力系统的核心设备之一，其建模需要考虑其机械和电气特性，例如电压、电流、转速等；变压器的建模也需要细心考虑其参数，例如变比、内部电阻和电感等。
线路建模需要考虑不同线路之间的耦合关系，传输的能量以及阻抗等参数。
控制设备建模需要考虑开关状态，自动化控制逻辑以及失败模式等。
电力系统的建模需要充分考虑到其实际运行状态，对各个设备的参数和控制进行精细的仿真，以便获得准确的、可靠的数据，从而更好地优化电力系统的运行性能。
二、电力系统仿真仿真是对电力系统建模的一种延伸，目的是模拟系统在不同情况下的运行状态，例如控制系统的性能、负载的影响以及故障发生的影响等。
仿真可以帮助电力系统工程师更好地预测系统的性能，诊断和解决系统故障。
仿真的实现方法包括数学仿真和物理仿真两种。
数学仿真是通过计算机模拟算法来实现的，主要是为了解决比较复杂的系统问题；物理仿真则是通过实际的物理系统来模拟电力系统的运行，可以用来验证模型的准确性。
电力系统仿真需要考虑到实际运行环境，包括负载特性、控制系统逻辑和系统运行情况等。
仿真所得到的数据应该是可靠的、准确的，并且可以用于进一步的电力系统优化。
三、电力系统仿真的重要性仿真的重要性在于可以帮助电力系统工程师更好地理解和分析电力系统。
仿真不需要在实际的系统上进行测试，可以大大降低测试成本和风险。
另外，仿真还可以帮助工程师在设计新系统或升级现有系统时进行评估和分析，从而更好地满足用户需求。
基于AMEsim的液压系统建模与仿真
基于AMEsim的液压系统建模与仿真液压系统是工程中常见的一种动力传输系统，它通过液压传动来实现力的传递和执行机构的动作控制。
液压系统具有传动效率高、传动力矩大、动作平稳、反应灵敏等优点，因此在机械制造、航空航天、船舶、石油化工、建筑工程等领域得到了广泛应用。
为了更好地设计和优化液压系统，工程师们常常需要对液压系统进行建模与仿真分析。
AMEsim是一种基于物理的系统级建模和仿真软件，可以用来对复杂的液压系统进行建模与仿真。
它能够快速准确地模拟液压系统的动态特性，并通过仿真分析系统的运行状态、性能和参数变化对系统进行优化。
本文将介绍使用AMEsim对液压系统进行建模与仿真的步骤和方法。
一、液压系统建模1.系统结构设计在进行液压系统建模前，需要根据实际应用场景设计系统的结构和组成。
液压系统通常包括液压源、执行元件、控制元件和辅助元件等部分。
液压源一般由油箱、泵和电动机组成，用于产生液压能。
执行元件包括液压缸、液压马达等，用于产生力和运动。
控制元件包括阀门、液压控制阀等，用于控制液压系统的动作和方向。
辅助元件包括滤油器、冷却器等，用于保护和维护液压系统。
在建模时，需要将这些部分进行合理的组织和连接。
2.建立物理模型在AMEsim中，可以通过图形化界面来建立液压系统的物理模型。
首先需要选择合适的元件模型，并将其拖放到系统工作区中。
可以选择液压缸、液压马达、液压泵、油箱、阀门等元件模型。
然后通过连接线将这些元件连接在一起，形成完整的系统结构。
在建立连接时，需要考虑元件之间的流动方向和控制信号的传递。
3.设定参数和初始条件建立物理模型后，需要对各个元件的参数进行设定。
这些参数包括液压源的功率、泵的流量和压力、执行元件的有效面积和行程、控制阀的开启和关闭时间等。
还需要对系统的初始条件进行设定，如油箱中的油液初始压力和温度等。
完成系统的物理建模后，就可以进行仿真分析。
在AMEsim中，可以通过设置仿真时程和控制信号来对系统进行仿真。
最新气动张力控制系统的建模与仿真
气动张力控制系统的建模与仿真摘要：本文简单介绍了张力控制的相关知识及气动张力控制系统的组成及工作原理，并对张力控制系统的收卷控制部分进行了数学建模与仿真。
建立了比例压力阀控缸开环系统的简化模型，采用PID控制方法，在Matlab仿真平台进行系统模型仿真，得到了系统仿真曲线。
关键词：张力控制气动比例控制系统建模与仿真近年来，气动技术以其自身独特的传动方式和优点，如清洁、结构简单、气体来源充足和成本相对较低，已在工业自动化领域广泛应用。
将气动技术应用于恒张力控制系统已成为一个重要研究领域，PID控制，现代控制理论，智能控制等都被应用到气动系统的控制中。
但是气动控制系统，由于气体的可压缩性，阀口非线性及气缸摩擦力等因素的影响，导致了气动伺服系统的强非线性、固有频率低、刚度小、阻尼小等特点，要得到满意的控制伺服系统比较困难。
要对气动伺服控制系统进行分析和研究，一般需要首先建立该控制系统的数学模型。
本文通过介绍张力控制的相关知识及气动比例控制系统原理与组成，针对张力控制系统的收卷控制部分建立简单的比例压力阀控缸开环控制系统的数学模型，并在Matlab环境下进行了仿真。
一、张力控制的基础知识张力控制，简单地说就是要控制物体在设备上输送时物体上相互拉长或绷紧的力。
张力控制系统往往是张力传感器和张力控制器的一种系统集成，是一种实现恒张力或者锥度张力控制的自动控制系统，主要应用于造纸、纺织、薄膜、电线等轻工业中，其作用主要是实现辊间的同步，收卷和放卷的均匀控制。
在带材或线材的收卷和放卷过程中，为保证生生产的质量和效率，保持恒定张力是很重要的。
这种控制对机器的任何运行速度都必须保持有效，包括机器的加速、减速和匀速。
即使在紧急停车情况下，也应有能力保证被分切物不破损。
张力控制的稳定与否直接关系到分切产品的质量。
若张力不足,原料在运行中产生漂移,会出现分切复卷后成品纸起皱现象;若张力过大,原料又易被拉断,使分切复卷后成品纸断头增多。
基于AMESim的一种新型气、液耦合能源系统仿真分析
计算 ， 且计算过程复杂 ， 无法对系统全程工作过程进行
分析 ， 因此 ， 本研究利用 Ａ Ｍ Ｅ Ｓ ｉ ｍ在气体、 液体和机构
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ５ — ２ ２ 作 者简介 ： 李俊 岩 （ １ ９ ８ ｌ 一） ， 男， 河 北衡 水人 ， 工程 师 ， 硕士 ， 主要从 事液压伺服系统研制工作 。
２ ０ １ ３年第 ７期
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ １ ８ ３ ２ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ － ４ ８ ５ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ７ ． ０ ３ ７
液压 与气动
１ １ ３
基于 Ａ ＭＥ Ｓ ｉ ｍ 的一 种 新 型气 、 液耦 合 能 源 系统 仿 真分 析
采用 传 统 的理 论计 算方 法仅 能实 现特 定工 况下 的粗 略
与传统的泵式能源不 同， 此类气、 液耦合能源系统
采 用挤 压式 能源 方式 ， 主要 应 用在航 空 、 航天 等 短时工
作领域 。该伺服系统主要 由高压气瓶组件 、 高压气体 稳压 阀组 件 、 挤压 式 油箱组 件 ３部分 组成 ， 其 系统 的组 成如图 ｌ 所示 。高压气瓶组件 内储存 高压气体 ， 当系
挤压式能源系统
… … … … … 一 一 ，
液压缸Ａ
… … …
液压缸Ｂ 图 １ 气体挤压式 能源系统组成图
化对能源特性的影响 ， 初步得出了此类短时工作能源
系统 的仿 真 、 分 析方 法 。
１ 系统简 介
挤压式能源系统能量是通过高度压缩气体来实现 的， 在工作过程中通过内部 的气体膨胀做 功实现油液 的挤压增压 ， 随着气体 的逐渐膨胀 ， 在全程工作过程 中 涉及气体、 液体以及机械的压力 、 温度 、 机械能等多种 能量 耦合 ， 涉及 气 体 流动 状 态 由超 临界 状 态 ＿ ３ 向亚 临 界状态转化 ， 并且气体的流动状态跟随负载随机变化 ，
系统级多学科建模与联合仿真
系统级多学科建模与联合仿真1.概述1.1.数字化建模仿真在技术的发展和市场的驱动下，产品功能越来越复杂，通过解析的方法对产品进行分析的难度逐渐增大。
而采用实验的方法对产品进行研究则需要物理样机，对于这种方法，一方面所需投入较多、时间周期较长，另一方面，当发现样机在某些功能和性能层面无法满足要求时，进行更改的成本非常高。
即使这些问题都能够解决，实验方法还要面对某些工况下实验带来的危险和破坏、实验环境不一致、实验结果的离散性等诸多问题。
此种情况下，基于计算机技术，借助于专业的软件，通过数字化建模仿真的方式对产品的方案进行验证和优化，可以显著缩短研发周期、降低研发成本、完善产品质量，提高产品的市场竞争力。
1.2.系统级建模随着产品组成、功能的复杂化，部件各部分之间的耦合关系越来越紧密。
当对产品的一各组成部分独立建模时，需要建立其边界条件。
但由于该部分与其他部分错综复杂的耦合关系及其他部分外特性的复杂性，边界条件难以采用简答的函数关系进行描述，而是需要详细的建模，如此类推，对于产品的数字化分析需要系统级的建模。
另一个方面，当前产品的多数功能都需要各部分之间紧密配合才能实现，这个特点也自然地导致了系统级建模的必要性。
以飞机机电系统的机电综合为例，在机电综合的背景下，在功能、能量、控制和物理的层面，燃油、环控、液压、电气系统之间的管理越来越紧密。
例如在综合能量管理系统中，为实现能量高效利用的目的，环控、燃油、滑油、液压、电气、发动机等系统协调工作，如图1所示。
在多电飞机架构中，通过供-配-用电网络，机电系统之间的联系变得更为紧密。
图1飞机综合能量管理系统1.3.多学科建模随着机-电-液-控一体化的高速发展，由单一领域部件构成的产品越来越少，取而代之的是综合利用机械、电、磁、液压和控制等诸多领域研究成果、涉及多个学科的产品。
图2飞机机电系统飞机机电系统所涉及的学科如图2所示，每个机电子系统都涉及多个学科，这种特点使得系统级建模必然涉及多个学科。
气动系统动力学建模与仿真分析
气动系统动力学建模与仿真分析随着现代化制造业的发展，气动系统正在越来越广泛地应用于机械、汽车、航空、军事、电子等领域。
气动系统的研究与优化已经成为了研究领域，为了更好地了解气动系统的运作，需要对其进行建模与仿真分析。
一、气动系统的构成和基本特点气动系统通常包括气源、用户、执行机构、控制系统等部分。
其中，气源主要负责提供气源，用户是气动系统的输出端，执行机构用于控制气动系统的输出，控制系统用于控制输出的大小和速度。
气动系统的特点是具有高速、高效、节能、稳定性好等优点，能够在各种恶劣环境工作，不受电磁干扰，具有一定的抗干扰能力。
二、气动系统动力学特征气动系统的运动过程是液态动力学过程，它受到气体、液体的机械力的作用，包括压力力、重力和惯性力。
压力力的作用是压缩气体从而增加气体的密度，在气动系统中，液体通过压缩气体来传递压力，从而达到皮托管流量计或其他流量仪表的目的。
重力是液态动力学中的重要因素，液态动力学过程中，液体受到重力的作用而呈现出流动形式。
气动系统中，由于液体是以气体为动力的媒介，所以重力对液态动力学过程的影响不可忽略。
惯性力主要是因为气体在运动过程中具有一定的惯性，与重力、压力力一起作用，影响液态动力学过程的稳定性和速度。
三、气动系统动力学建模气动系统的动力学建模通常是建立基于动力学方程的模型，以描述气动系统的运动过程，分析气动系统各个部件的运动状态，指导气动系统的运作和优化。
1、质量守恒方程气动系统的质量守恒方程是表示气体在气动系统内流动的质量守恒方程，可以用来描述气体的流量变化情况。
守恒方程可以写成下列形式：其中，ρ表示气体密度，u表示气体速度，S表示面积，t表示时间，Q表示面积S内的质量流量。
2、动量守恒方程气动系统的动量守恒方程描述了各个部分在气流过程中的速度和压力变化情况。
动量守恒方程可以写成下列形式：其中，ρ表示气体密度，u表示气体速度，p表示气体压力，F表示面积，n表示或其他物质量，g表示重力加速度，t表示时间。
气液(浆)反应器流体力学行为的实验研究和数值模拟
气液(浆)反应器流体力学行为的实验研究和数值模拟实验研究和数值模拟在气液(浆)反应器流体力学行为方面扮演着非常重要的角色。
本文将从实验和数值模拟两个方面，对气液(浆)反应器的流体力学行为展开研究，深入探讨其特性和规律。
1. 实验研究实验研究是研究气液(浆)反应器流体力学行为最直接的手段之一。
通过实验可以获得系统的真实数据，从而揭示流体在气液(浆)反应器中的行为规律。
可以设计实验装置，在实验室中重现气液(浆)反应器的真实工况，测量流体的物理参数，如速度、压力、浓度等，以及对流、湍流等流体动力学特性。
可以通过图像处理技术和光学测量方法，获得流体内部的流动结构和特征，比如气泡特征、液体晃动等。
还可以通过对流场的分析，评估流动的混合性、传质性和传热性等特性。
对实验数据进行统计、处理和分析，从而得到流体力学的定量描述和分析。
2. 数值模拟数值模拟是一种有效的手段，可以通过计算机模拟气液(浆)反应器中流体的运动和行为。
数值模拟可以利用CFD（计算流体力学）方法，对流场进行解析。
需要建立气液(浆)反应器的流体模型，包括几何、边界条件和流体特性等。
然后，通过数值计算，可以获得流场中各种参数的分布，如速度、压力、浓度等。
还可以通过数值模拟研究不同操作条件下流体的特性变化，比如气液比、搅拌速率等。
可以通过数值模拟，优化气液(浆)反应器的设计和操作参数，提高反应器的效率和性能。
实验研究和数值模拟是研究气液(浆)反应器流体力学行为的重要手段，两者相辅相成。
实验研究可以得到真实的流体数据，揭示其行为规律；数值模拟可以对流体进行定量描述和分析，为气液(浆)反应器的设计和优化提供理论依据。
希望本文所述内容可以为相关领域的研究工作提供一定的参考和帮助。
气液两相流混合动力系统的建模与仿真
气液两相流混合动力系统的建模与仿真随着工业、交通、农业等领域的不断发展，人们对能源的需求也越来越大。
同时，环保意识也不断增强，对石油、煤炭等传统能源的使用也受到了限制。
因此，气液两相流混合动力系统成为了一种备受关注的新型动力方案。
气液两相流混合动力系统是指利用气体和液体混合的方式产生能量的系统，如天然气和液化石油气（LPG）混合使用。
这种系统的优点在于，相对于传统的燃油，它具有更高的能源利用效率，更少的污染排放，并且气体和液体之间的转换过程也更为方便灵活。
然而，在气液两相流混合动力系统的研发过程中，涉及到很多涉及到复杂的物理规律和动力学变化的问题，如喷雾过程、稳定性、燃烧特性等等。
建立合理的数学模型，并通过计算机仿真来研究这些问题，成为了气液两相流混合动力系统研究的重点之一。
首先，建立气液两相流混合动力系统的数学模型，需要考虑到多个因素，如气体和液体的流体力学特性、喷嘴和燃烧室的结构参数、燃油的配比和温度等。
对于不同的气液混合物，需要建立相应的数学模型，如天然气和液化石油气的混合模型、甲醇和空气的混合模型等。
其次，需要在建立模型的基础上，进行计算机仿真。
仿真过程需要对模型进行参数设置、物理过程模拟以及数据处理。
如对气液两相流的细节进行模拟，包括喷嘴流量、喷雾过程、汽化过程、燃烧过程等等。
以及对数据进行收集和处理，以便进行更加精确和可靠的研究和推论。
在气液两相流混合动力系统的建模和仿真研究中，需要注意以下几点：1.建模的准确性：建模的准确性是模型能否相对精准反映物理过程和现象的重要标准。
因此，在建模前需要充分考虑涉及到的参数和因素，尽量减少建模的误差。
2.仿真的精度：仿真的结果需要尽量精确，以保证对于研究的准确性和有效性。
为此，在仿真过程中需要选择合适的计算方法和仿真软件，进行适当的互动调整，以达到更合理的仿真结果。
3.仿真的重复性：在同样的条件下进行多次仿真，比较结果的差异，以检验模型和仿真方法的可靠性和稳定性。
不同黏度下气液体系流体力学行为的pbm模拟
不同黏度下气液体系流体力学行为的pbm模拟研究人员在过去的几十年里，一直在努力了解气体和液体的流体力学行为，并研究它们在不同黏度下的行为。
这项研究可以帮助科学家们了解各种自然流体的运动特征，从而提供正确的物理模型和预测。
本文将围绕其中一种气液体系流体力学行为，即粘度不同时的流体力学行为，以及这方面的一种常见的模拟方法Particle-Based-Model (pbm)，进行深入探讨。
首先，本文将对气液体系流体力学行为的粘度进行深入和系统的概述。
粘度是液体或粉末的能量传递特性，指的是物体的微粒间的胶结作用，因而，影响物体的流动率，和其随着时间的变化。
它受温度，压力，成分和其他条件的影响，因此，对于研究流体力学性质有着重要的意义。
相应地，对于不同粘度特征下的气液体系流体力学行为的了解对于对流体运动特性的更全面认识是非常有必要的。
其次，本文将介绍Particle-Based-Model(pbm)模拟。
pbm模拟是一种具有实验验证性的多体模拟技术，可以用来模拟液体的流动行为。
此外，它还可以模拟液体的粘度性质，从而可以模拟不同粘度气液体系的流体力学行为。
pbm模拟包括四个步骤：（1）对系统的局部耦合物理条件进行行为建模；（2）对pbm模型中的宏观量（如流体速度，流体压力）进行计算；（3）运用实验数据对系统参数进行校正和优化；（4）利用模拟结果进行结果分析。
继而，本文将展示一个基于pbm的实例，以说明对不同粘度气液体系的流体力学行为的模拟。
在这个例子中，选择了一个特定的粘度气液体系：一个非线性液态液体，它的粘度随着温度的变化而发生变化。
然后，利用pbm模型对该体系的流体力学进行模拟，绘制出其流体力学随时间变化的图像，以及其粘度随温度变化的图像。
最后，对模拟结果进行了分析，从而深入了解气液体系流体力学行为的粘度特性。
在本文的最后，总结了Particle-Based-Model(pbm)模拟的优势，以及使用pbm模拟来理解不同粘度气液体系流体力学行为的重要性。
伺服技术中的系统建模和仿真技术
伺服技术中的系统建模和仿真技术一、引言伺服技术是现代工业中不可或缺的技术手段，应用广泛。
系统建模和仿真技术是伺服技术中的重要一环。
本文将深入探讨伺服技术中的系统建模和仿真技术。
二、伺服技术简介伺服技术是指通过电子设备、机电传动等手段实现对物理量的精确、灵敏的控制技术。
伺服系统一般包括控制器、伺服驱动器、执行器等组成部分，其中控制器是核心部件，通过采集传感器信号进行处理，控制伺服驱动器输出控制电压，从而控制执行器动作。
三、系统建模技术系统建模是指将一个系统转化为数学模型，并进行分析、设计的过程。
在伺服技术中，系统建模是保证伺服系统稳定性和系统效率的基础。
伺服系统建模主要分为两类：时域模型和频域模型。
时域模型一般采用微分方程或状态空间方程进行描述，而频域模型则采用传递函数进行分析和设计。
四、仿真技术仿真技术是指通过计算机软件模拟系统运行过程，验证和优化系统设计的过程。
在伺服技术中，仿真技术可以用于验证控制算法的灵敏性、稳定性以及系统反应速度，提高系统性能和稳定性。
仿真技术应用广泛，包括Matlab/Simulink、ADAMS、ANSYS等软件。
五、系统建模和仿真技术的应用举例在伺服技术中，系统建模和仿真技术应用广泛。
以下是其具体应用举例。
1. 机器人控制系统机器人控制系统中，伺服技术非常重要。
通过建立机器人运动学和动力学模型，仿真机器人运动过程，优化系统参数，可以实现高精度、高速度、高质量的运动控制。
2. 气缸控制系统气缸控制系统中，伺服技术可以通过建立气缸数学模型，仿真气缸运动过程，模拟气缸的位置、速度和力量等参数，根据实际情况优化系统设计，提高控制性能。
3. 电动汽车驱动系统电动汽车驱动系统中，伺服技术应用非常广泛。
通过建立电动汽车模型，仿真电动汽车的动力学特性，优化电动汽车的控制算法和设计参数，可以实现电动汽车的高效、安全、稳定运行。
六、结论伺服技术中的系统建模和仿真技术是实现高精度、高效率控制的重要工具。
气液反应器流体力学行为的实验研究和数值模拟
气液反应器流体力学行为的实验研究和数值模拟一、本文概述本文旨在全面深入地探讨气液反应器中的流体力学行为，通过结合实验研究与数值模拟的方法，以期深入理解气液反应器的内部流动特性和反应过程。
气液反应器作为一种重要的工业设备，广泛应用于化工、石油、环保等领域。
其内部流体力学行为的复杂性，直接影响了反应器的性能和效率。
因此，对气液反应器流体力学行为的研究具有重要的理论价值和实际应用意义。
本文将首先通过实验研究，观察和分析气液反应器在不同操作条件下的流体力学行为，包括气泡的形成、生长、聚并和破裂等过程，以及液体流动的特点和规律。
同时，我们将利用先进的测量技术，如高速摄像、激光多普勒测速等，获取详细的流场数据，为后续的数值模拟提供基础。
在数值模拟方面，本文将采用计算流体力学（CFD）方法，建立气液反应器的数学模型，模拟其在不同操作条件下的流动行为。
通过与实验结果的对比和验证，我们将不断优化和完善数学模型，以提高数值模拟的准确性和可靠性。
通过本文的研究，我们期望能够揭示气液反应器流体力学行为的本质规律，为反应器的设计和优化提供科学依据，同时推动相关领域的理论和技术发展。
二、气液反应器流体力学行为的理论基础气液反应器流体力学行为的理论基础主要涵盖流体力学基本原理、多相流理论以及气液反应动力学。
这些理论为理解气液反应器的内部流动现象、优化反应器的设计和操作提供了重要的指导。
流体力学基本原理是研究流体运动的基本规律，包括流体的静力学、动力学和运动学等方面。
在气液反应器中，这些原理被用来描述气液两相的流动特性，如流速、压力分布、流动稳定性等。
多相流理论是研究两种或多种不同相态流体之间相互作用和流动行为的科学。
在气液反应器中，多相流理论被用来分析气液两相之间的动量传递、热量传递和质量传递过程，以及这些过程对反应器性能的影响。
气液反应动力学是研究气液反应过程中反应速率、反应机理和反应条件对反应过程影响的科学。
通过气液反应动力学的研究，可以深入了解气液反应器的反应特性，为反应器的优化设计和操作提供理论支持。
根据AMESim的气动系统建模与仿真技术研究
基于AMESim的气动系统建模与仿真技术研究（版本A）本文主要内容如下(1)推导气体的流量、温度和压力方程。
(2)基于AMESim对普通气动回路进行仿真分析。
并推导气动系统常用元件的数学方程，在此基础上对气动元件及系统进行模型仿真分析。
(3)对气动比例位置系统进行建模与仿真研究，在系统仿真模型基础上进行故障仿真研究。
最后探讨基于 AMESim 的气动比例位置系统实时仿真研究。
1.气动系统建模的理论基础气动系统和元件建模的首要任务就是要充分的明确空气的物理性质和空气的热力学性质，为准确的元件建模和系统仿真奠定基础。
气动元件的结构是十分复杂的，但其中的基本规律和数学描述一般还是比较清楚的。
经过前人的大量研究发现，气动系统的动态特性从本质上讲可以抽象为由一些基本环节所组成，比如放气环节、惯性环节和气容充气环节等等。
而它们之间又是通过压力、力、位移、容积等参数相互关联相互影响的。
1.1 流量方程流量特性表示元件的空气流通能力，将直接影响气动系统的动态特性。
所有的压力降取决于下面两个基本参数：a)声速流导 C(Sonic Conductance)——[null]b)临界压力比b(Critical Pressure Ratio)[S*m4/kg]ISO6358标准孔口——标准体积流量设绝对温度T ，绝对压力p的工况下的体积流量为Q，基准状态和标准状态下的体积流量可表示为：空气压缩机的输出流量通常用换算到吸入口的大气状态下的体积流量来表示。
以上公式同样适用于从吸入口的大气状态到基准或标准状态的换算。
气动孔口流量在气动系统中，一般需要计算通过节流口的气体压力、流量、温度等参数，但是由于气体的可压缩性，气体在通过节流口时是个很复杂的过程，节流口前后的流道突然收缩或扩张，气体在孔口前后均会形成涡流，产生强烈的摩擦，因而机械能变成热能具有不可逆过程。
同时，由于流体运动的极不规则，同一界面上的各点参数极不均匀。
为了研究气体的流量特性，基本上可将阀中的节流口理想地等价为一个小孔或收缩喷嘴，并用小孔或者收缩喷嘴的流量特性来表示其流量特性。
液体混合控制仿真系统设计
液体混合控制仿真系统设计【摘要】本文详细介绍了液体混合控制仿真系统的设计。
采用组态软件WinCC控制系统方案，并利用触摸屏的手动控制，设计了液体混合控制系统画面、实况模拟、变量记录、报警记录等界面，实现了液体混合控制系统的仿真。
【关键词】WinCC;触摸屏;液体混合控制引言在炼油、化工、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的工序，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。
但由于这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，以致现场工作环境十分恶劣，不适合人工现场操作。
另外，生产要求该系统具有混合精确、控制可靠等特点，这也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。
所以为了帮助相关行业，特别是其中的中小型企业实现多种液体混合的自动控制，从而达到液体混合的目的，液体混合自动配料势必是摆在我们眼前的一大课题[1]。
1.系统原理图本项目所用到的上位机和触摸屏与下位机的通讯分别是通过MPI和Profibus 连接的。
上位机和下位机的通讯可通过在变量管理中添加新的驱动程序，在新的驱动程序中的MPI里新建驱动链接，最后在新的驱动链接里将下位机里的变量加入并与实时画面连接即可。
2.工艺流程图液体混合控制系统如图1所示：两个进料罐，装载2种不同液体，一个混合罐，主要对两种混合液体进行搅拌，以及一个出料罐，将混合后的液体排出来。
根据生产要求不同，按照不同的配方进行注料，通过液位传感器的变化来控制进液阀门的打开与关闭，从而达到配方的要求，在完成液体注入后，下方的搅拌电机开始工作，利用变频器的控制，使电机的转速发生变化，进行一次慢搅拌，一次快搅拌，然后打开放料阀门放出液体，并进行排空。
图1 工艺流程图3.下位机选型在进行下位机编写时，首先要根据本次设计时所用到的输入输出点进行硬件选型。
本次设计所使用的模块有电源模块，数字量输入模块，数字量输出模块，模拟量输出模块。
本次设计选择了输出为直流24V的PS 307 5A标准电源模块。
选择了16点的数字量输入模块，订货号为：6ES7 321-1BH00-0AA0。
气液联控柔顺力控制系统及其自适应试验研究
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｉ ｉ ｇ ａ ｈ ｉ ｉ ｕ ｔ ｆ ｏ ｃ ｏ ｔ ｏ ｐ ｄ ｎ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｕ ｚ ｅ ｙ ｕ ｋ ｏ ｔ ｆ ｓｒ ｃ ： ｍ ｎ ｔ ｅｄ ｆ ｃ ｌｙ ｏ ｒ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｉ ｅ ａ ｃ ｏ ｔ ｏ ｚ ｌｄ ｂ ｎ ｎ ｗｎ ｓ ｉ 一 ｔ ｆ ｆ ｉ ｍ ｐ ｆ １ ｓ ｎ ｏ ｉ ｏ ｆｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ｏ ｒ ｓ ｌ ｉ ｒ ｃ ｉ ｇ ｅ ｒ ｒ ｈ ｎ ｕ ａ ｉ ｈ ｄ ａ ｌ ｏ ｂ ｎ ｔ ｎ ３ ｓ ａ ｄ ｐ ｓｔ ｎ ｏ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔｔ ｅ ｕ ｔ ｎ ｔａ ｋ ｎ ｒ ｏ ，ｔ ｅｐ ｅ ｍ ｔ ｙ ｒ ｕ ｉ ｃ ｍ ｉ ａ ｉ ｅ ｉ ｃ ｃ ｏ ｃ ｍ ｐ ｉ ｎ ｏ ｃ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｓｇ ｅ ｉ ｌ ｉ ｇ ｐ ｓｔ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒｃ ｍ ｂ ｎ ｎ ｔ ｄ ｐ ｉｅ ｏ ｌ ｔｆ ｒ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ｅ ｉ ｅ ｉ ｎ ｄ ｖ ａ ｓｉ ｎ ｏ ｉ ｏ ｏ ｔｏ ｌ ｏ ａ ｓ ｄ ｉ ｅ ｉ ｉ ｇ ｗｉ ａ ａ ｔ ｈ ｖ ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｈ ｄ ＂ｈ ｏ ｌ ｎ ｏ ｃ ｏ ｔ ｏ ｅ ｔ ｒ ｏ ｄ ｃ ｅ ｎ ｅ ｈ ｏ ｄ ｔ ｎ ｈ ｔｔ ｅ ｅ － ｏ ｔｏ ｔ ｏ ． Ｉ ｅ ｃ ｍｐ ｉ ｔｆ ｒ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ｓａ ｅ ｃ ｎ ｕ ｔ ｄ ｕ ｄ ｒ ｔ ｅ ｃ ｎ ｉｉ ｓ ｔ ａ ｈ ｎ ｍ ｉ 、 ａ ｔ ｏ ｖ ｒ ｎ ｅ ｔｎ ｏ ｅ ｔ８ ｍｍ／ ｅ ｅ ｔ ｄ ｙ ｏ ｌ ｐ ｎ ． ｉ ｅ ｍｏ ｅ ｅ ｔ ｒ ｓ ｅ ｔｖ ｌ ． Ｔｈ ｉｏ ｍ ｎ ｌ ｖ ｓ ａ ／ ｒ ｐ ａ ｅ ｌ ｎ ａ ｓｏ ｅ ａ ｄ ０ １ Ｈｚ ｓｎ ｖ ｍ ｎ ｅ ｐ ｃ ｉ ｅ ｙ ｓ ｅ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｘ ｍ ｕ ｒ ｌ ｔ ｅ ｐ ｓｔｏ ｒ ｏ ｓｇ ｔｔ ． ５ ａ ｄ １ １ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｓ ｔ ｅ ｍａ ｉ ｍ ｅａ ｉ ｏ ｉｉ ｎ ｅ ｒ ｒ ｅ ｏ １ ８ ｎ ． ｖ ａ ｄ ｔ ｅｍ ａ ｉ ｍ ｅ － ｎ ｈ ｘ ｍｕ ｒ ｌ
第7气液动自动化仿真技术-精品文档
仿 真 动 作 过 程 执 行 完 毕 ？
图7.2.5 组态仿真应用程序流程图
图7.1.6 新建气动回路编辑窗口
图7.1.7 控制阀结构编辑窗口
图7.1.8 换向阀示意图
图7.1.9 气管路示意图
图7.1.10 气管路及其仿真运行示意图
图7.1.11 改进的气管路示意图
图7.1.12 二位三通换向阀示意图
图7.1.13 气动仿真状态图
24V
2 12 10 Y1
图7.1.37 气动回路连线
電氣元件符號
图7.1.38 电气控制元件在新建窗口中的位置
图7.1.39 电气回路
图7.1.40 回路图元件属性定义
将 “ 0” 与 此 连 接
7.1.41 输出接口回路设计
输出接口回路
输入接口回路
图7.1.42 输入接口回路设计
图7.1.43 DDE输入口属性
第7章 气液动自动化仿真技术
7.1 气液动自动化仿真软件
7.2 基于PLC控制的气动系统仿真技术
7.1 气液动自动化仿真软件
图7.1.1 FluidSIM-P软件的主窗口
图7.1.2 FluidSIM软件浏览窗口
图7.1.3 气动回路图显示窗口
图7.1.4 气动回路仿真运行显示窗口
图7.1.5 新建气动回路仿真运行图显示窗口
图7.1.51 气缸运动延时控制回路图
图7.1.52 气缸运动计数控制回路图
7.2 基于PLC控制的气动系统仿真技术
应用程序 图形界面系统 仿真测试界面 实时数据库 I/O数据连接 I/O设备驱动 Windows 95/98/NT 通讯驱动 PLC控制程序
组态软件 数据处理
图7.2.1 气动自动化仿真测试系统软件结构图
液体混合装置控制的模拟(二)综述
液体A、B阀门关闭
第四步
搅匀电机M运行3s
搅匀电机M运行10S
搅匀电机M运行10s
第五步液体阀门打开
放出混合液体的阀门 打开
放出混合液体的阀门 打开
第六步
液面到达SL3混合液体阀门打开
延时2s
液面到达SL3
混合液体阀门打开2s
液面到达SL3
混合液体阀门打开
延时2s
5梯形图程序与说明8.
6调试情况26
7总结27
附录28
1 电气元件布置图28
2电气原理图29
1
1.1
液体混合装置控制的模拟实验面板图如图所示
_0
枇
0
1LM
YV3
YV2
SU
0
SL2
S82
W
SB1
0
本装置为两种液体混合装置，SL1 SL2 SL3为液面传感器，液体 门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2 YV3控制，M为搅动混合电机。 为工作流程选择开关，SA3为单次工作和循环工作的选择开关。SB1、 和停止开关。
2.2
由于PLC控制系统较继电-接触器控制系统有许多优点，如硬件电路简单， 修改程序容易，可靠性高等，所以本设计选择PLC控制系统。
2.3
学校实验室提供的安装了STEP 7-Micro/WIN32编程软件的计算机（PC）—台；PC/PPI电缆一根；THSMS-B型实验装置。
3
刚开始拿到这个实训课题时还不知道如何下手，然后通过网上查找相关的资 料得出了自己的设计思想。
1课题的内容和设计要求1.
1.1控制系统简介1.
1.2控制要求2.
2系统整体方案设计3.
2.1总体方案选择说明3.
气液相反应器仿真操作-辽宁石化职业技术学院
《反应过程与技术》仿真操作指导书周波辽宁石化职业技术学院石油化工系气液相反应器仿真操作（乙醛氧化制醋酸——氧化工段）一、概述大庆醋酸装置是大庆三十万吨乙烯一期工程的组成部分。
此装置是依靠国内技术力量，参考上海石油化工总厂的实际生产情况，由上海医药设计院设计。
大庆醋酸装置是西德引进乙醛装置的配套工程，起始原料为乙烯，乙烯氧化生成乙醛，再由乙醛为原料氧化生成醋酸。
醋酸装置设计年生产能力为成品醋酸7万吨/年。
同时生产副产品混酸700吨/年，醋酸甲酯650吨/年。
1997年10月改扩建，年生产能力为10万吨。
二、生产方法及工艺路线（一）生产方法及反应机理。
乙醛首先氧化成过氧醋酸，而过氧醋酸很不稳定，在醋酸锰的催化下发生分解，同时使另一分子的乙醛氧化，生成二分子乙酸。
氧化反应是放热反应。
CH3CHO+O2→CH3COOOHCH3COOOH+CH3CHO→2CH3COOH在氧化塔内，还有一系列的氧化反应。
乙醛氧化制醋酸的反应机理一般认为可以用自由基的链接反应机理来进行解释，常温下乙醛就可以自动地以很慢的速度吸收空气中的氧而被氧化生成过氧醋酸：过氧醋酸以很慢的速度分解生成自由基。
自由基引发一系列的反应生成醋酸。
但过氧醋酸是一个极不安定的化合物，积累到一定程度就会分解而引起爆炸。
因此，该反应必须在催化剂存在下才能顺利进行。
催化剂的作用是将乙醛氧化时生成的过氧醋酸及时分解成醋酸，而防止过氧醋酸的积累、分解和爆炸。
（二）工艺流程简述。
1、装置流程简述本装置反应系统采用双塔串联氧化流程，乙醛和氧气首先在全返混型的反应器——第一氧化塔T-101中反应（催化剂溶液直接进入T-101内）然后到第二氧化塔T-102中再加氧气进一步反应，不再加催化剂。
一塔反应热由外冷却器移走，二塔反应热由内冷却器移除，反应系统生成的粗醋酸进入蒸馏回收系统，制取成品醋酸。
蒸馏采用先脱高沸物，后脱低沸物的流程。
粗醋酸经氧化液蒸发器E-201脱除催化剂，在脱高沸塔T-201中脱除高沸物，然后在脱低沸塔T-202中脱除低沸物，再经过成品蒸发器E-206脱除铁等金属离子，得到产品醋酸。
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图1 气液联控柔顺力控制系统构成示意图
按照对气液介质控制方式的不同 , 气液联控伺服 系统可分为液体固定阻尼式气液联控伺服系统 、 气体 开关向 : 气液联控伺服系统的位置及柔顺力控制研究 。
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消所有非线性 。在非线性形式上不确定性对系统的运 动方程起作用 。因为各个参量都是有界的 , 因此存在 正的常数使得 :
| A | ≤ C , 0 ≤ km ≤ | B | ≤ kM
Z=
z2
・
=
( 19)
z3
・
最后得到控制器形式为 :
- α ss ≤0 m sgn ( s)
・
z4
(12) 3 滑模变结构控制
2 系统建模
选取如下形式的状态变量 :
x z1 Z = z2 z3 z4 =
・
以上的 4 个模式中 , 定义 d i 是第 i 个模型中的控 制周 期 内 的 时 间 部 分 , 进 一 步 地 讲 在 一 个 单 独 的 PWM 周期内模式 1 、 2 联合作用使得气缸正向运动 , 模式 3 、 4 联合作用使得控制向另一个反向运动 。控制 器将会有以下两种情况中的一种 : ( 6) d1 + d2 = 1 , d3 = d4 = 0
B d 和 Kd 时 , 必须首先满足
[4 ]
( 5)
式中 q1 i 和 q2 i 分别表示腔 1 、 2 进气时阀口流量 ; 和分 别表示腔 1 、 2 排气时阀口流量 。 系统有 4 个可能的状态模型 , 分别可表示为 :左阀 进气 、 右阀排气 : u 1 = d 1 [ 1 0 0 1 ] T ; 左阀排气 、 右 阀排气 : u 2 = d 2 [ 0 1 0 1 ] T ; 左阀排气 、 右阀进气 :
・ ・ ・ ・ ・
现在对状态方程的第 3 分量进行变化 ,可得 : ( 9) z = f ( Z) + B ( Z) τ 式中 :
f ( Z) = - kz 4 A 2 2 z 2 k ( z 3 M - A 2 z 4) A 1 z 2 M ( V 10 + A 1 z 1 ) M ( V 20 - A 2 z 1 ) k R TA 1 q m 1 o k R TA 2 qm2 o ) + M ( V 10 + A 1 z 1 M ( V 20 + A 2 z 1 )
・ ・
2007 年第 7 期
u = B0 [ - A0 + v ]
-1
( 17)
B ( Z) =
其中 v 是新的控制向量 ,我们可以得到 :
s = [δ A - A 0δ B / B 0 ] + [1 + δ B/ B0 ] v = A + B v
kR TA 2 ( qm2 i + qm2 o) b - ( Z) = 当 τ ≤0 M ( V 20 - A 2 z 1)
收稿日期 :2006212219 基金项目 : 国家自然科学基金 ( 50175016)
) , 女 , 黑龙江佳木斯人 , 博士 , 研 作者简介 : 王洪艳 ( 1979 —
1 气液联控柔顺力控制系统描述 111 气液联控伺服系统的原理和结构
气液联控伺服系统的结构如图 1 所示 , 其中控制 阀为二位三通开关阀 , 应用脉宽调制 PWM 方法进行 控制 。力控制中的外界环境简化成一弹性系统 , 实验 中由一根弹簧和一块质量可以忽略的薄板组成 , 如图 1 所示 。
12
液压与气动
2007 年第 7 期
气液联控柔顺力控制系统的建模和仿真
王洪艳 ,赵克定 ,刘翠翠
Design and Simulation of Compliant Force Control for Pneumatic Hydraulic Combination Control ( PHCC) Servo System
4 离线环境参数估计方法
将环境等效为一线性弹簧 , 环境与末端力传感器 的等效刚度为 Keq 。故此可知手臂与环境的接触力 f 为:
f = Keq ( x - x e ) ( x > x e )
其中 x 2 = x 1 , x 2d = x 1d , x 1 , x 1d分别为实际轨迹和理想轨 迹 ;λ 是正参数 , 确保 p ( z ) = z + λ z 是霍尔维茨多项 [6 ] 式 。 由于滑模函数的相对自由度为 2 ,考虑二阶时域微分 为:
图2 基于位置的阻抗控制原理图
本文中采用的目标阻抗模型为 :
・ ・ ・ ・ ・ ・
M d ( X - X r) + B d ( X - X r) + Kd ( X - X r) = Fe
T
(1) 式中 X 和 X r 分别表示机械手臂实际位置和参考轨迹 位置 ; Fe = Fr - F 为力误差 ; M d 、 B d 和 Kd 分别代表 目标质量 、 目标阻尼和目标刚度 。为了满足机械手臂 由自由空间到约束空间过渡过程的稳定性 , 选择 M d 、
2007 年第 7 期
液压与气动
z2 z3 A2 3/ Kh + bL ) z 2 + KL z 1 FL M M
13
统 3 种形式 [ 1 ] 。本文针对液体固定阻尼式气液联控伺 服系统进行研究 。 112 阻抗控制原理 阻抗控制的实质是调节末端作用力和位置之间的 动力学关系 。按照目标阻抗的实现方式 , 阻抗控制通 常可分为以下 2 类 : 基于位置的阻抗控制和基于力的 阻抗控制 [ 3 ] 。本文研究基于位置的阻抗控制 , 其结构 原理如图 2 所示 。
=
- k ( z 3 M - A 2 z 4) A 1 z 2 + kR TA 1 Q m1 M ( V 10 + A 1 z 1) kz 4 A 2 z 2 + kR TA 2 Q m2 M ( V 20 - A 2 z 1) kz 4 A 2 z 2 - kR TA 2 Q m2 M ( V 10 - A 2 z 1)
・ ・ ・
0 ( x ≤ x e )
( 21)
要使手臂获得期望的参考力 f r , 参考轨迹 x r 必 须满足 x r - x 为大于零的常数 。当手臂与环境接触
・ ・ ・
s = A + Bu
(14)
式中 :
A 1 kR T[ qm1 i + qm1 o ] A 2 kPR T[ qm2 i + qm2 o ] B = + ( V 10 + A 1 x 1) M ( V 20 + A 2 x 1) M
(11)
( 18)
这样 ,可以得到新的状态方程 ,其形式如下 :
・
实际上 , -
- 1 A 0 B0
是滑模的等效控制 , 并不能取
z1
・ ・
z2 ( A 32/ Kh + bL ) z 2 + KL z 1 + FL z3 M f ( Z) + B ( Z)τ kz 4 A 2 z 2 - kR TQ m2 ( V 20 - A 2 Z1)
Z=
z 1 z 2 z 3 z 4
T
-
( 10)
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
14
+ b ( Z) =
液压与气动
kR TA 1 ( qm1 i + qm1 o) 当 τ ≥0 M ( V 10 + A 1 z 1)
WAN G Hong2yan , ZHAO Ke2ding , L IU Cui2cui
( 哈尔滨工业大学 机电工程学院 ,黑龙江 哈尔滨 150001)
摘 要 : 该文提出了基于 PWM 控制气液联控位置系统的建模方法 。运用滑动模态变结构理论中的经 典非线性设计方法 ,设计了二阶滑模面变结构控制器 。针对机械手臂的阻抗控制中力控制的难点在于不能 精确的知道环境的刚度和位置从而导致给定参考位置的误差 ,应用离线环境参数估计的方法进行了仿真研 究 ,仿真结果说明该方法能够较好的进行气液联控机械手臂柔顺力控制 。 关键词 : PWM ; 建模 ; 离线环境参数估计 ; 滑模控制 ; 阻抗控制 中图分类号 : TP273 文献标识码 :B 文章编号 :100024858 ( 2007) 0720012205 引言 气压伺服系统由于其介质的不易燃 、 不易爆 ,工作 介质无污染 ,适于在恶劣环境下工作等一些特点 ,在自 动化和军事领域都得到了应用 。但因为气体的可压缩 性和低黏性 , 导致气压伺服系统固有频率低 、 阻尼比 小、 定位精度和定位刚度低 、 低速性能差 , 使得气压伺 服技术的应用受到限制 。气液联控伺服系统正是基于 克服或者补偿气体介质的根本缺点 ,将可压缩性小 、 黏 度较大的液体介质引入到常规气压伺服系统中 , 并进 行控制而构成的一种新型的气 、 液介质复合控制系 统 [ 1 ,2 ] 。 机械手臂在完成某些特定任务时 , 要求手臂与被 操作对象保持一定的接触力 。机械手臂在执行装配 、 抛光 、 打毛刺等与环境相接触的复杂作业时 ,面临的主 要问题是手臂在约束环境中对产生任意作用力柔性的 高要求和在自由空间中对位置伺服刚度和机械结构刚 度的高要求之间的矛盾 。解决矛盾的关键是使手臂对 接触环境具有柔顺性 , 即对工作环境具有一定的顺从 能力 ,这是机械手臂的一种智能化特性 。 阻抗控制通过调整参考位置间接地实现力控 制 [ 3 ] 。本文应用离线环境参数估计方法进行了仿真 研究 。位置控制器的精度对阻抗控制具有重要的影 响 ,本文设计了二阶滑模控制器 ,并以其为内环位置控 制器进行了气液联控伺服手臂的柔顺力控制 。