AMESim仿真技术及其在液压系统中的应用
AMESim仿真技术及其在液压元件设计和性能分析中的应用_肖岱宗
第29卷增刊12007年舰 船 科 学 技 术S H I P S C I E N C EA N DT E C H N O L O G Y V o l .29,S u p p l e m e n t 12007文章编号:1672-7649(2007)S 1-0142-04A M E S i m 仿真技术及其在液压元件设计和性能分析中的应用肖岱宗(郑州机电工程研究所,河南郑州450015)摘 要: A M E S i m 是法国I M A G I N E 公司推出的一种基于键合图的高级系统建模、仿真及动态性能分析软件,它以强大的仿真和分析能力在各个领域得到了广泛的应用。
简要介绍了A M E S i m 软件及其建模方法和主要特点,并在A M E S i m 仿真环境下,运用A M E S i m 提供的液压元件设计库、液阻库和其他子模型库,构建了弹库防火防爆安全系统自动快速喷淋分系统中安全阀喷头组合的仿真模型。
通过调节仿真模型的各项参数对安全阀喷头组合的喷淋性能进行了分析,绘制了流量曲线等仿真结果图。
关键词: A M E S i m ;仿真;液压元件设计中图分类号: T H 137.5 文献标识码: AS i m u l a t i o nt e c h n i q u e o f A ME S i m a n di t s a p p l i c a t i o ni nd e s i g na n dp e r f o r m a n c e a n a l y s i s o f h y d r a u l i c c o m p o n e n tX I A OD a i -z o n g(Z h e n g z h o u E l e c t r o m e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g R e s e a r c h I n s t i t u t e ,Z h e n g z h o u 450015,C h i n a )A b s t r a c t : A M E S i m i s o n e k i n d o f s o f t w a r e f o r m o d e l i n g ,s i m u l a t i o n a n d d y n a m i c p e r f o r m a n c e a n a l y -s i s o f a d v a n c e d e n g i n e e r i n g s y s t e m s b a s e d o n b o n d g r a p h ,w h i c h i s a p r o d u c t i o n o f I M A G I N EC o r p o r a t i o n o f F r a n c e .I t o b t a i n e d w i d e s p r e a d u s e i nd i f f e r e n t f i e l d s w i t h i t s p o w e r f u l s i m u l a t i o na n d a n a l y s i s .A M E S i m s o f t w a r e ,i t s m o d e l i n g m e t h o d a n d m a i n f e a t u r e s a r e b r i e f l y i n t r o d u c e d i n t h i s p a p e r .A n d u n d e r t h e A M E S -i ms i m u l a t i o n e n v i r o n m e n t ,u s i n g h y d r a u l i c c o m p o n e n t d e s i g n l i b r a r y ,h y d r a u l i c r e s i s t a n c e l i b r a r y a n d o t h e r s u b m o d e l l i b r a r i e s p r o v i d e db yA M E S i m s o f t w a r e ,t h es i m u l a t i o nm o d e l o f t h e a s s e m b l ys a f e t y s p r i n k l e r v a l v e i s c o n s t r u c t e d ,w h i c h i s o n e k i n d o f h y d r a u l i c c o m p o n e n t o f t h e a m m u n i t i o n d e p o t f i r e a n de x p l o s i o n s a f e t y s y s t e ma u t o m a t i c r a p i d s p r i n k l e r s u b s y s t e m .B y c h a n g i n g t h e p a r a m e t e r s o f t h e s i m u l a t i o n m o d e l ,t h es p r a y p e r f o r m a n c e o f t h e h y d r a u l i c c o m p o n e n t i s a n a l y z e d ,a n d t h e s i m u l a t i o n r e s u l t g r a p h s ,s u c h a s f l o w c u r v e s e t c ,a r e a l s o p l o t t e d .K e y w o r d s : A M E S i m ;s i m u l a t i o n ;h y d r a u l i c c o m p o n e n t d e s i g n收稿日期:2007-03-07作者简介:肖岱宗(1974-),男,工程师,从事液压系统的设计工作。
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. 液压系统简介液压系统是一种利用液体来传递能量的动力传动系统。
液压系统由液压泵、执行元件、阀门、管路和液压油等组成，通过液压油在管路中传递能量，实现机械传动和控制。
液压系统具有功率密度大、传动平稳、传动效率高等优点，因此在各种工程领域广泛应用。
在AMEsim软件中，液压系统的建模可以分为以下几个步骤：（1）选择合适的组件：AMEsim软件提供了丰富的液压系统组件库，用户可以根据实际需求选择液压泵、油箱、阀门、液压缸等组件，并将它们拖拽至建模界面中进行组装。
（2）连接组件：在建模界面中，用户可以通过拖拽连接线的方式将各个组件连接起来，形成完整的液压系统结构。
连接线的颜色和箭头方向可以表示流体的流动方向和压力传递关系。
（3）设置参数：在连接完成后，用户需要对各个组件进行参数设置，包括液压泵的排量、阀门的流量系数、液压缸的有效面积等。
这些参数将直接影响液压系统的性能。
（4）添加控制器：液压系统通常需要配备各种控制器，用于实现系统的自动化控制。
在AMEsim软件中，用户可以选择合适的控制器组件，并将其连接至系统中的执行元件，实现对液压系统的控制。
（1）设定仿真参数：用户需要设定仿真的时间范围、时间步长等参数，以及初始状态下各个组件的状态变量。
这些参数将直接影响仿真的精度和速度。
（2）运行仿真：在设定好仿真参数后，用户可以通过软件界面中的“运行”按钮启动仿真过程。
AMEsim软件将根据用户设置的参数和建模的物理方程，对液压系统进行数值求解，得到系统在仿真时间范围内的动态响应。
（3）分析仿真结果：仿真完成后，用户可以通过软件界面中的数据显示功能，查看系统各个组件的压力、流量、位移等物理量随时间的变化曲线，从而对系统的性能进行评估和分析。
通过建模与仿真，用户可以对液压系统的结构和参数进行调整和优化，从而提高系统的工作效率、降低能耗、改善控制性能等。
在AMEsim软件中，用户可以通过调整组件的参数、改变控制策略等方式，实现液压系统的优化设计。
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。
《2024年基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》范文
《基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》篇一一、引言随着现代工业技术的不断发展，液压系统在各种机械设备中扮演着至关重要的角色。
为了更好地理解液压系统的性能，优化其设计，以及进行故障诊断和预测，建模与仿真技术显得尤为重要。
本文将介绍基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究，以期为相关领域的研发和应用提供有益的参考。
二、AMESim软件概述AMESim是一款功能强大的工程仿真软件，广泛应用于机械、液压、控制等多个领域。
它提供了一种直观的图形化建模环境，用户可以通过简单的拖拽和连接元件来构建复杂的系统模型。
此外，AMESim还支持多种物理领域的仿真分析，包括液压、气动、热力等。
三、液压系统建模在AMESim中，液压系统的建模主要包括以下几个方面：1. 液压元件建模：包括液压泵、液压马达、油缸、阀等元件的建模。
这些元件的模型可以根据实际需求进行参数设置和调整。
2. 流体属性设置：根据液压系统的实际工作情况，设置流体的属性，如密度、粘度等。
3. 系统拓扑结构构建：根据实际系统的结构，搭建系统拓扑结构，并设置各元件之间的连接关系。
4. 仿真参数设置：根据仿真需求，设置仿真时间、步长等参数。
四、液压系统仿真在完成液压系统的建模后，可以通过AMESim进行仿真分析。
仿真过程主要包括以下几个方面：1. 初始条件设置：设置系统的初始状态，如初始压力、流量等。
2. 仿真运行：根据设置的仿真时间和步长，运行仿真程序。
3. 结果分析：通过AMESim提供的可视化工具，分析仿真结果，如压力、流量、温度等参数的变化情况。
五、技术应用与优势基于AMESim的液压系统建模与仿真技术具有以下优势：1. 高效性：通过图形化建模环境，可以快速构建复杂的液压系统模型，提高建模效率。
2. 准确性：AMESim提供了丰富的物理模型和算法，可以准确模拟液压系统的实际工作情况。
3. 灵活性：用户可以根据实际需求，灵活地调整模型参数和仿真条件，以获得更符合实际的结果。
AMESim仿真技术及其在液压系统中的应用
结论与展望
通过深入研究液压系统的动态特性，可以为工程机械液压系统的维护和检修 提供更加精确的理论依据和技术支持。这些研究成果将有助于提高工程机械的运 行效率，降低设备的维修成本，具有重要的工程应用价值和发展前景。
谢谢观看
案例分析
案例分析
以某型工程机械液压系统中的故障为例，利用AMESim进行仿真分析。该故障 表现为液压油缸在行程终端时无法实现自锁。首先，建立该型液压系统的AMESim 模型，包括液压泵、液压缸、液压阀等关键元件。然后，对模型进行仿真，并观 察液压缸在行程终端时的状态。
案例分析
通过调整仿真参数，可以发现液压缸在行程终端时无法实现自锁的原因在于 液压缸的密封件磨损严重，导致密封性能下降。这一结果与实际情况基本一致， 说明AMESim在工程机械液压系统故障仿真中的可靠性。
结论与展望
结论与展望
本次演示介绍了基于AMESim的工程机械液压系统故障仿真研究。通过建立液 压系统的AMESim模型，可以对液压系统的工作状态进行实时监控和调整，从而实 现液压系统的优化设计。在未来的研究中，可以进一步拓展AMESim在工程机械液 压系统故障仿真中的应用，如开展多种故障的耦合仿真、引入算法进行故障预测 和预防等方面的研究。
AMESim仿真技术及其在液 压系统中的应用
目录
01 引言
03 原理与实现
02 概述 04 参考内容
引言
引言
液压系统在各种工业领域中具有广泛的应用，如机械制造、航空航天、石油 化工等。随着科技的不断进步，对液压系统的性能和稳定性要求越来越高，因此 仿真技术在液压系统设计、优化和故障诊断中发挥着越来越重要的作用。AMESim 是一种先进的仿真技术，可以针对复杂液压系统进行高精度、高效率的仿真分析。 本次演示将介绍AMESim仿真技术在液压系统中的应用意义、基本原理、应用案例 以及前景展望。
AmeSim与Adams在液压中的应用
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Submodel（子模型） 系统元件的数学模型描述为子模型
Premier submodel（首选子模型） 一个元件可能有多个子模型与之关联，可以 手工选择，也可由AMESim自动选择最简单 模型。这就是首选子模型功能目的。多个子 模型时，其复杂程度按列向下增加。
批处理运行
批处理运行是以不同的一组参数对一系列 仿真进行初始化，这些仿真运行是按顺序 进行的。其基本步骤如下：
1.在Parameters模式下，从Setting菜单— Batch parameters;
2.将所需参数拖放到Batch Control Paramerter Setup对话框中并进行设置；
一、单一平台上实现多学科领域的系统工程 的建模与仿真，比如机械、液压、气动、 热、电和磁等物理领域 。
二、智能求解器能够根据用户所建立模型的 数学特性自动选择最佳的积分算法，并根 据不同仿真时刻的系统特点动态地切换积 分算法和调整积分步长以缩短仿真时间和 提高仿真精度。
三、基本元素理念（构成工程系统的最小要 素）使得用户用尽可能少的要素来建立尽 可能详细的反映工程系统和零部件功能的 复杂模型。
➢Adams软件应用
✓Adams软件概述 ✓学习思路 ✓初级实例
Adams软件概述
ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）：机械系统自动化 动力学仿真软件。
Mechanical Dynamics Incorporated (MDI) 由美国密西根大学的ADAMS 代码开发研究 人员发起成立，位于美国密西根州的Ann Arbor，2002年MSC.Software 以1.2亿美金 收购了MDI公司。
AMESim仿真软件在液压锁紧回路教学中的应用
0引言
目前,“液压与气动技术”课程针对液压锁紧回路的内
容，通
理实一体化的教学方法，学生首先取教
的理 解，
进行实， 过 的仿真
习，导致学生实验 较差，在实 作的过程中在只
回路，较难理解回路工作理 相 阀体工作
特性的 ，进而
学生实验的积极性
ห้องสมุดไป่ตู้
，在理论
解和实
AMESi m仿真软件应于液压锁紧回路
[1] 毛好喜.液压与
[参考文献] 技术[&].3版.北京：人民邮电出版
， 2017.
[2]
冬.基于虚拟仿真技术的液压与气动技术课程的教
学改革实践研究[J].科技资讯,2019,17 (21) ： 97-98.
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.
与 技 用的教学改革实践探索[J].
，2018，49(6) 240.
[4]
,路路，陈海峰，等.基于AMESim某风洞柔壁喷管液
变化图(图5)和无杆腔流量变化图(图6)。
结合图3、图4、图5和图6可知：
(1) 通过换向阀上的电阀信号控制换向阀工作位
置：设定换向阀0-3 s工作在右位时，液压油从换向阀的
P 口进入A 口，油液再同时从两个液控单向阀进入液压缸
的左侧无杆腔和右侧有杆腔，图5和图6显示0〜3 s时进入 无杆腔的流量大于有杆腔流量， 于液压缸的 度与流量
应曲线数据未变化,A、B两个油口直通油箱，液压缸活塞
停止运动，如图4所示。
（3）设定换向阀6+9 s工作在左位时，无杆腔的流量小
于有杆腔的流量回程，液压缸做缩回运动，如图4所示。
2.3虚拟仿真和实践相结合完成液压锁紧回路实验 结合以上分析，学生首先设计液压锁紧回路和电磁阀
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AMEsim是一种面向物理系统的仿真软件，也可以用于液压系统的建模与仿真。
液压系统是一种运用液体传递能量来实现动力传递和控制的系统，由于其具有高功率、高工作压力和大承载能力等优点，被广泛应用于工业和机械领域。
液压系统建模与仿真是通过建立系统的数学模型，分析系统的动态特性和稳态性能，以便于优化设计和性能预测。
AMEsim提供了一种直观的建模与仿真环境，可以方便地进行液压系统的建模和仿真。
在液压系统的建模过程中，首先要确定系统的结构和组成部分。
液压系统由液压泵、执行器、阀门、油箱等组成，每个组成部分都有特定的功能和参数。
在AMEsim中，可以通过选择和配置对应的组件模型，构建系统的整体结构，并对组件进行参数设置。
接下来，需要建立系统的数学模型。
液压系统是基于流体力学原理的动态系统，主要包括质量守恒、能量守恒和动量守恒等方程。
在AMEsim中，可以通过连接各个组件，建立液压系统的动态方程。
可以设置初始条件和外部输入，以模拟真实工况下的系统性能。
然后，可以进行系统的仿真分析。
AMEsim提供了丰富的模型库和仿真工具，可以对系统的运动性能、力学特性和能量转换进行仿真分析。
可以通过仿真结果，评估系统的性能，并进行设计优化。
AMEsim还支持多种分析方法，如频域分析、鲁棒性分析和故障诊断等，可以更全面地评估系统的可靠性和稳定性。
可以通过仿真结果进行系统的验证和验证。
通过与实际实验结果进行比较，可以检查和验证建模的准确性。
如果模型与实际结果存在偏差，可以进行参数调整和改进模型，直到满足设计要求。
AMESim仿真技术在换管机液压系统中的应用
夹紧旋合在一起的 ２ 根拉杆 ， 再调整换 向阀 ３ 使卸 ０ 扣缸 ３ 伸出 ，带动前夹紧装置旋转预定角度后 ， １ 前 夹 紧缸 ２ ４和卸 扣缸 ３ 立 即 收 回 ， １ 动力 头马达 ｌ ８反 转， 松开两拉杆的咬合螺纹； 再次执行上一步的动作 （ 后夹紧刚 ２ 处于伸出状态 ） ８ ，使拉杆与动力头的 咬合螺纹松开 ； Ｉ Ｒ出拉杆。重复上述操作 ， 卸杆过程 结束 。
２ １年第 ４期 ０２
程慧 ， ： Ｅ ｉ 等 ＡＭ Ｓ ｍ仿真技术 在换管机液压系统中的应用 ‘
后复杂的数学运算。 此外 ， Ｍ Ｓ Ａ Ｅｉ ｍ还具有非常好的 兼容性 ， 了丰富的第三方软件接 Ｅ ｚ］ 提供 ｌ ．。 ［３ ２ 换管机 液压 系统组 成及 工作原 理 图（ 图 ２ 见 ）
拉机构 主要 提供 给进 回程 中对 钻杆 的推 力 ，以及 回 拉新管 过程 中的拉 力 。 回转 机构 即液压 换管 机动 力 头提供 上 ／ 钻杆所 需 的转 矩 和转速 ； 卸 夹持 ／ 拧卸 机 构用 以提供 装载 和卸载 钻杆 所需要 的夹紧力 和拧 卸
１夹持 ／ 一 拧卸机构 ；一机体 ；一回转机构；一给进 ／ ２ ３ ４ 回拉机构
图 １ 液压换管机结构组成
真高级建模环境”，是法 国 Ｉ Ａ Ｉ Ｅ公司于 １９ Ｍ ＧＮ ９５ 年推出的基于键合图的液压 ／ 机械建模 、仿真及动 力学 仿真分 析软件 。它是 基 于直 观的 图形界 面 的建
模平 台 ， 使用 图标符 号代 表 系统 中的各个 元件 ， 真 仿 时 系统模 拟可 以显示在该 平 台中 。 表示元 件方 面 ， 在 对 于液 压 元件 采 用基 于工 程 领域 的标 准 ＩＯFra bibliotek 合 ； Ｓ
AMESim仿真技术及其在液压系统中的应用
AMESim仿真技术及其在液压系统中的应用余佑官，龚国芳，胡国良(浙江大学流体传动及控制国家重点实验室，浙江杭州 310027)摘要: AMESim是法国Imagine公司推出的基于键合图的液/机械系统建模、仿真及动力学分析软件，它以其强大的仿真和分析能力在各个领域得到了广泛的应用。
本文对AMESim软件及其基本特征做了介绍，并例举了它在液压系统中的应用。
关键词: AMESim，仿真，液压系统中图分类号:TH137 文献标识码：ASimulation technique of AMESim and its application in hydraulic systemYU You-guan, GONG Guo-fang，HU Guo-liang( State Key Laboratory of Fluid Power Transmission and Control, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)Abstract: AMESim is a software of modeling, simulation and dynamic analysis of hydraulic and mechanical system based on bond graph, which is a production of Imagine corporation of France. It makes great progress with its powerful simulation and analysis. AMESim software and its basic characteristics are introduced in this paper, and its application in hydraulic system are also exemplified.Keywords: AMESim, Simulation, Hydraulic system1 前言随着科学技术、仿真理论及计算机的不断发展，仿真技术不断提高。
AMESim仿真技术及其在液压系统中的应用
AMESim仿真技术及其在液压系统中的应用AMESim仿真技术是由法国LMS公司研发的一种多领域系统仿真软件。
它通过建立系统级的数学模型，能够模拟和分析多个物理领域的复杂耦合系统，包括液压、气动、电控、机械、热力等。
AMESim具有图形化建模界面，用户只需通过拖拉毗连各个模块进行系统建模，无需编写复杂的代码。
同时，AMESim还具备快速仿真和优化的能力，能够极大地提高系统设计的效率和准确性。
液压系统是一种基于液体传动能量的技术，广泛应用于工业、航空、机械等领域。
了解液压系统的基础知识对于进行仿真建模至关重要。
液压系统主要由液压源、执行元件、控制元件和负载组成。
液压源产生压力油液，通过控制元件对压力油液进行调整，最终驱动执行元件完成工作。
液压系统具有反馈控制、大功率传动、快速响应和负载自适应等优势。
在液压系统中，液压元件的参数调整、控制策略的选择以及系统的优化等问题对系统的性能和效率有着重要影响。
在AMESim中进行液压系统建模时，起首需要确定系统的工作流程和参数。
通过拖拉毗连不同的模块，可以对液压系统的压力、流量、温度等参数进行仿真分析。
同时，AMESim还可以加入控制算法，使系统具备自动调整功能。
在液压系统中，常见的仿真模型包括液压缸模型、泵模型、阀门模型等。
这些模型可以依据实际状况进行自定义和修改，以满足系统设计和性能优化的需求。
仿真在液压系统中的应用主要有以下几个方面：起首，仿真技术可以对液压系统的性能进行全面评估。
通过改变不同参数的数值和控制信号的输入，可以观察系统的响应和工作状态，并进行性能指标的计算和对比分析。
这对于优化系统设计、提高系统的效率和可靠性具有重要意义。
其次，仿真技术可以提前检测和解决潜在问题。
在液压系统设计中，往往会遇到液压冲击、震动、泄漏等问题，这些问题可能会导致系统的性能下降和设备的损坏。
通过仿真分析，可以提前发现这些问题，并实行相应的措施进行改进和优化。
再次，仿真技术可以帮助液压系统的故障诊断。
AMESim仿真技术在飞机液压系统中的应用
第 15 卷 第 2 期 2006 年 6 月文章编号 1006-0871(2006)02-0042-04计 算 机 辅 助 工 程 COMPUTER AIDED ENGINEERINGVol. 15 No. 2 Jun. 2006AMESim 仿真技术在飞机液压系统中的应用郭 军 吴亚峰 储妮晟陕西 西安 710072 西北工业大学 动力与能源学院摘要对法国 Imagine 公司推出的专门用于工程系统建模仿真和动态性能分析的高级液压/机械系统建模仿真平台 AMESim 的主要特点和功能进行分析. 以飞机前起落架液压收放 并提出采用 AMESim 的批处理方式优化系统参数的方 飞机起落架 A 批处理系统为例应用 AMESim 建模仿真技术 使用图形化建模方法建立系统元件的仿真模型 对飞机 前起落架收放系统进行仿真结果分析 法. 关键词 AMESim 仿真 建模 液压系统 中图分类号 V233.91; TP391.9 文献标志码Application of AMESim in aircraft hydraulic systemGUO Jun, WU Yafeng, CHU Nisheng(School of Engine & Energy, Northwestern Polytechnical Univ., Xi an Shannxi 710072, China)Abstract: The features and functions of AMESim developed by Imagine Co. are analyzed, which is specialized in engineering system modeling, simulation and dynamic performance analysis for advanced hydraulic/mechanical system. Under the AMESim environment, a hydraulic simulation of the former-undercarriage of aircraft is constructed. The simulation model of the component is built by graphical modeling method. The simulation result is analyzed. And the batch running me- thod by AMESim is proposed to optimize system parameters. Key words: AMESim; simulation; modeling; hydraulic system; undercarriage; batch running0引言上进行仿真实验 研究实际物理系统的各种工作状 况 确定最佳参数匹配. 这样使得系统和液压元件 的设计缺陷在物理成型前就得到处理 设计周期极 大缩短 设计成本降低. 正是因为这种优越性 计 算机数字仿真技术已经被广泛应用于飞机液压系统 的设计 开发和改进过程中. 飞机起落架及其收放控制系统是飞机的重要 系统之一 其工作是否正常将直接影响到飞行安全 和装备的完好性. 本文使用法国 Imagine 公司的 AMESim 仿真软件平台对典型的前起落架收放系统 进行仿真试验 对系统工作过程进行动态仿真 并 分析仿真结果 为飞机液压系统设计及分析提供有现代飞机动力收放系统几乎都是液压驱动. 随着飞机特别是军用飞机的发展 对机载液压系统 提出了更高要求. 对于飞机液压系统的设计 传统 的方法主要通过设计者的知识和经验用真实的元部 件构成动态系统 然后在该系统上进行实验 研究 结构参数对系统动态特性的影响. 用这种方法进行 参数调节比较困难 要花费大量的人力 物力和时 间 而且一次成功的把握很小. 随着计算机仿真技 术的发展 在工程系统的设计中使用计算机对实际 系统的动态特性进行数字仿真成为可能. 在计算机收稿日期 2005-11-10 修回日期 2006-03-20 作者简介 郭 军(1977- ) 男 陕西西安人 硕士 研究方向为信号处理系统仿真(E-mail) knight70@第2期 价值的参考.郭军等 AMESim 仿真技术在飞机液压系统中的应用 Submodel Mode43参数模式 Parameter Mode1AMESim 软件简介AMESim 高级工程系统仿真环境软件平台是法运行模式 Run Mode . 其中 草图模式最为关键 需根据飞机前起落架收放系统的实际结构 选择液 压模型库中元件子模型构建整个系统的仿真模型 见图 1. 值得注意的是图中 9 号元件 开锁作动 筒 放起落架时 用以打开起落架的锁钩 的子模 型需要根据其元件结构使用 HCD 液压元件 库的国 Imagine 公司于 1995 年推出的图形化开发环境 专门用于工程系统的建模 仿真和动态性能分析. 机械 控制 该软件包含 Imagine 的专门技术并为工程设计提供 交互式能力 为流体 液体及气动 电磁等工程提供较为完善的综合仿真及灵活的解决 方案. 首先 具有丰富的元件模型库 用户可以利 用模型库中的基本模型单元按照工程实际的物理系 统构造仿真模型或自定义模型 而不需要推导复杂 的数学模型 使得工程师从繁琐的数学建模中解放 出来专注于物理系统本身的设计. AMESim 模型库中 不同物理领域的所有模型单元都经过严格的测试和 试验验证 而不同软件版本的模型库可通过客户化 不断升级和改进. 其次 AMESim 的智能求解器能够 根据用户所构建模型的数学特性自动地在 17 种数 字积分算法中选择最佳算法 可具有稳态仿真 动 态仿真 批处理仿真 间断连续仿真等多种仿真运 行方式 并根据不同仿真时刻的系统特点动态地切 换积分算法和调整积分步长以缩短仿真时间和提高 仿真精度. 内嵌式数学不连续性处理工具可有效解 决数字仿真中的 间断点 问题. 最后 AMESim 为 用户提供标准化 规范化和图形化的二次开发平台 用户不仅可以查看所有库中模型的源代码 而且可 以使用 C 或者 FORTRAN 开发自定义模型并以图形化 模块的形式加入到 AMESim 的软件包中. 除此之外 还提供丰富的与其他仿真软件 Matlab/Simulink Adams 等 的接口 用户可以在 AMESim 环境中访问 任何 C 或者 FORTRAN 程序 控制器设计特征 优化 及能谱分析等工具. AMEsim 仿真环境包含的系列软件主要有 5 种 AMESim AMESet AMECustom AMERun 和 AMEHlep. 其 中 AMESim 可以完成系统仿真模型图的建立 模型的 选择 参数的设定 仿真和动态性能的分析 AMESet 是模型和文档生成器 用于开发和维护自定义模型 库 AMECustom 是数据库创建工具 用于为子模型 或者超模型创建制定用户界面和参数设置 可以使 最终用户只能访问相关有用信息 而涉及到技术敏 感性的信息可以在发布前进行加密 帮助系统. 在系统建模过程中 需在 AMESim 软件中依次 完成草图模式 Sketch Mode 子模型模式 AMERun 是 AMESim 的只运行版本 AMEHelp 是整个仿真环境的基本模型单元设计.22.1AEMsim 仿真技术应用于前起落架 收放系统前起落架收放系统的工作原理 某型飞机前起落架收放系统结构见图 1. 在飞机着陆时放下起落架的工作过程是 飞行员将起落架开关置于放下位置 电磁阀 8 左端电磁 铁通电 将高压油接通到放下管路. 高压油首先进 入开锁作动筒 9 的无杆腔推动活塞向左运动 使起 落架的锁钩打开 开锁后活塞将中间油路打开 高 压油就通过开锁作动筒 9 和液压锁 10 进入前起落架 收放作动筒 11 的无杆腔 推动活塞放下前起落架. 同时 开锁作动筒 9 和起落架作动筒 11 的有杆腔里 的工作油液 经过电磁阀 8 回到油箱. 由于在起落 架放下时 在液压力 重力和气动力的共同作用下 使其放下速度较快 作动筒活塞运动到终点时容易 与外筒发生撞击 为此在作动筒出口设置一个单向 节流阀 12 使油液流出作动筒时有较大液阻 从而 减少起落架放下速度和撞击. 飞机起飞后收起起落架的工作过程是 飞行员 将起落架收放开关置于收起位置 电磁阀 8 右端电 磁铁通电 高压油进入开锁作动筒 9 的有杆腔推动44计 算 机 辅 助 工 程2006 年活塞使锁钩复位 然后进入作动筒 11 的有杆腔使起 落架收起. 作动筒 11 无杆腔回油依次经过液压锁 10 此时高压油把液压锁打开 阀 8 回到油箱. 2.2 前起落架收放系统仿真 在 AMESim 仿真软件的 Sketch Mode 中 从液 压库子模型库依次选择元件模型完成系统 见图 1 的设计 系统的模型库中集成大多数标准液压元件 的仿真子模型 最大程度地避免仿真者自行设计数 学模型. 同时 对于系统中的特定元件模型 可根 据其物理结构 使用液压元件设计库 Hydraulic 单项阀 14 电磁开.主要考虑到在电磁阀没有工作时 B-A-T 相通可 避免起落架作动筒由于温度变化而产生的腔内油压 过高. 需设定的参数为 各段流道的流量为 50 L/min 各段流道相应的压降为 0.25 MPa 比例阀 的自然频率 80 Hz 阻尼率 0.8. 前起落架作动筒选 择双腔单杆液压缸模型 作为典型的液压缸模型需 要设置的主要参数为 活塞直径 65 mm 杆径 35 mm 行程 0.554 m 端口 1 死容积 76.3 cm 容积 63.4 cm 2.33 3端口 2 死运动部件等效质量 2.8 kg.系统其他部件参数设置可据实际情况进行. 仿真结果分析 在仿真时间 0 25 s 的时间里运行系统仿真 起始 2 s 主液压泵开始运转 电磁阀不打开 在第 s 结束时 通过设置的阀门信号开启模型打开电 磁阀. 系统仿真的主要控制点压力流量变化见图 3 和图 4.160×102 140×102 泵出口压力/kPa 120×102 100×102 80×102 60×102 40×102 20×102 0Component Design 里面的最小模型单元搭建完成. 对于本系统来说 大多数关键元件的模型均可在液 压库中选择 系统中 9 号元件 开锁作动筒作为 . 特定元件 需用 HCD 基本模型设计仿真子模型 并 将其组成超元件模型连接在系统中 见图 2基本元件模型超元件模型图 2开锁作动筒模型d (displ) ( q 2 nom / n p nom displ) = dt t au 式中 q2nom 为名义流量 kq 为流量比例因子k p 为压力比例因子displ 为排量d(displ) 为排图 3 前起落架放下时主液压泵的出口压力和流量量变化率 n pnom 为名义转速 tau 为时间变化常数. 泵的参数设置主要为 名义流量 12 L/min 额定压 力 15.2 MPa 额定转速 4 000 r/min 机械效率 95 . 主蓄能器采用忽略热交换的液压蓄能器 模型 的数学公式主要根据p V =const 动态模型取绝热过程 n=1.4 参数设置 初始 压力 15.2 MPa 预设气体压力 11.8 MPa 蓄能器 容积 1 L 入口孔径 12 mm 流量系数 0.7 临界雷 诺数 2 320. 系统的电磁阀模型采用 3 位四通电液比例阀 Y 型) 即阀芯在中间位置处 B-A-T3 口相通 P 口断n图 3 主要显示起落架放下时主泵出口的压力和 流量变化 收起状态略 图中压力和流量变化规律 很好地体现恒压变量泵的压力流量特性. 图 4 为起 落架放下时作动筒无杆腔压力和流量变化 仿真结 果与实验结果基本吻合. 值得注意的是对于本系统的仿真负载变化仅 考虑起落架的自重因素 设定恒定值为 24 500 N 然而实际情况下 由于飞机在不同飞行马赫数 不 同飞行高度起落架所受到的气动力影响要远远大于 其本身自重的负载. 为此 应用 AMESim 的批处理功 能 在负载起始值 24 500 N 变化步长 5 000 N 变化次数 次 向上 的情况下 运行批处理仿真.泵出口流量/L在 Sketch Mode 中完成系统仿真图以后 仿真 的关键就是实际系统元件模型的选择和参数设定. 在飞机前起落架收放系统中 需要着重关注的仿真 模型和参数设置是 主液压泵 主蓄能器 电磁阀 前起落架作动筒及其各自的参数设置. 主液压泵选择恒压泵模型 数学公式为 q 2 nom = k q Q (( p 2 p1 ) k p )min-1第2期160×102 140×102 120×102 100×102 80×102 60×102 40×102 20×102 0 0 12 10 作动筒无杆腔流量 8 6 4 2 0 –2 0 5 10 5 作动筒无杆腔压力/kPa郭军等 AMESim 仿真技术在飞机液压系统中的应用160×102 140×102 120×102 100×102 80×102 60×102 40×102 20×102 0 045无杆腔压力10时间/s15202551015 时间/s202530图 5 负载变化情况下的 起落架放下时无杆腔压力变化3结论1 AMESim 提供一条效果良好且方法简洁的15 时间/s 20 25 30仿真途径. 应用 AMESim 图形化的建模方法 可避免 繁琐的公式推导 仿真结果比较满意 与实验结果 基本吻合. 2 利用 AMESim 的批处理功能设定模 型元件的参数值 可以提供一组不同设定值下的仿 真结果 方便系统参数优化. 因此 AMESim 仿真技 术在包括飞机液压系统的各类工程领域中将有越来 越广泛的应用.图 4前起落架放下时作动筒无杆腔压力与流量图 5 为起落架放下时无杆腔随负载变化的情 况 可以看出随着负载的增大 无杆腔工作压力不 断增大 工作时间不断增长 这与起落架放下时的 实际工况十分相符. 参考文献[1] 李培滋, 王占林. 飞机液压传动与伺服控制[M]. 北京: 国防工业出版社, 1979. [2] 康凤举. 现代仿真技术与应用[M]. 北京: 国防工业出版社, 2001. [3] 李永堂, 雷步芳, 高雨茁. 液压系统建模与仿真[M]. 北京: 冶金工业出版社, 2003. [4] 郭世伟, 任中全, 刘永军. 基于功率键合图的 Matlab 建模仿真在液压系统中的应用研究[J]. 煤矿机械, 2001, (2): 11-14. [5] 秦家升, 游善兰. AMEsim 软件的特征及其应用[J]. 工程机械, 2004, (12): 6-8. [6] 吴跃斌, 谢英俊, 徐立, 等. 1MN 级新型减摇鳍液压系统仿真[J]. 机床与液压, 2004, (4):61-63. [7] 余佑官, 龚国芳, 胡国良. AMESim 仿真技术及其在液压系统中的应用[J]. 液压气动与密封, 2005(3): 28-31.编辑廖粤新上接第 41 页6结论组织原理和算法进行探讨. 实验表明 由有限的简 单结构基元通过一定工程约束 可以快速构造出比 较复杂的对象且效果良好. 由于生物型进化机制的 引入 不仅在理论上能够拓宽 CAD 研究的新领域 而且具有十分重要的工程价值和广阔的应用前景.自组织是一种充分利用产品信息基因库和约 束规则知识库进行产品结构设计的有效方法 通过 参照生物进化和基因遗传编码机理 在理论上对自 参考文献[1] 祁国宁. 合理化工程的理论及其应用[Z]. 杭州汽轮集团公司, 1996. [2] 刘衍聪. 产品信息建模中的生物型与自组织理论方法及其应用研究[D]. 杭州: 浙江大学, 1998. ICIM_95, Japan,1995.[3] NORIO Okino. Conceptual architecture of bionic manufacturing systems [C] Palo Alto, CA Fairchild Tech, Rep. no. 626, 1982.[4] BAACHANAN B G , DULA R O. Principle of rule-based expert systems [R]. Artificial Intelligence Research, Fairchild Comera,编辑廖粤新。
AMESim仿真技术在小型液压挖掘机液压系统中的应用
／一、堕里量岁ＡＭＥｓｉｍ仿真技术在小型液压挖掘机液压系统中的应用龚进，冀谦，郭勇，张德胜（中南大学机电工程学院，湖南长沙４１００８３）ｌ墨～萼荽棼嚣甓蘩鬻瓤霪ｌｌ尹｜¨ｉ籀菇＋簿茹菇而软件及其基本特征傲了简单介绍；应用ＡＭＥｓｉｍ建模仿真技术对挖掘机动臂液压系统进行仿真，并把仿粤！羲零Ｊ与实测结粜进行比较分析。
结果表明．仿真模型是实际模型的正确反映。
ｉ美毽词：ＡＭ碰Ｒｍ；仿真；液压挖掘机；液压系统；动臂中图分类号：Ｔｕ６２１文献标识码：Ａ文章编号：１００９—９４９２（２００７）１０—０１１１—０４１引言ＡＭＥＳｉｍ（ＡｄｖａｎｃｅｄＭｏｄｅｌｉｎｇＥｎｖｉｍｎ枇ｎｔｆｏｒＰｅｒ－ｆｏ皿ｉ“ｇＳｉｍｕｌ８ｄｏｎｏｆＥｎ画ｎｅｅ血ｇＳｙ８ｔｅｍｓ．工程系统仿真高级建模环境）是ＩＭＡＧＩＮＥ公司于１９９５年推出的基于键合图的一个图形化开发环境，专门用于液压／机械系统的建模、仿真及动力学分析。
ＡＭＥｓｉｍ专门为液压系统建立了一个标准仿真模型库，包古１２０多个不同复杂程度的模型。
鉴于液压系统的元件多式多样，标准库无法满足所有建模要求，ＡＭＥｓｉｍ提供了一个基本元件设计库ＨＤｃ（Ｈｙｄｍｕｌｉｃ曲ｍｐｏｎ即ｔｄｅ—ｓｉｇｎ），ＨＤＣ是一个强大的工具．包含了任何机液系统的基本结构单元模块。
利用ＨＤＣ，用户可以建立标准库中没有的液压模型。
２基于ＡＭＥＳｉｍ的小型液压挖掘机动臂（下降）的液压系统仿真２ｌ动臂下降工作原理采用节流系统的小型液压挖掘机动臂工作的液压系统原理图如图１和图２所示。
图１小型液压挖掘机动臂液压Ｔ作原理图收稿日期：２０昕一０５—３１Ｔ图２小型液压挖掘机动臂下降液压工作原理图２．２仿真横型的建立整个液压系统主要由泵、多路阀、液压缸和负载组成。
下面将分别对其中三种主要元件进行分析，并确定参数建立相应的仿真模型。
（１）液压泵ＡＭＥＳｉｍ软件中关于泵的模型有几种，如单向定量泵、双向定量泵、单向变量泵、双向变量泵、压力调节泵。
液压机械系统建模仿真软件AMESim及其应用
液压仿真软件AMESim及其应用在现代工业中，随着对液压机械设备的性能要求以及机电液一体化程度的不断提高，对液压传动与控制系统的性能和控制精度等提出了更高的要求，传统的以完成设备工作循环和满足静态特性为目的的液压系统设计方法已不能适应现代产品的设计和性能要求。
如果要对液压机械系统进行动态特性分析和采用动态设计方法，就需要运用计算机仿真技术，它是利用计算机技术研究液压机械系统动态特性的一种新方法。
计算机仿真技术不仅可以在设计中预测系统性能，缩短设计周期，降低成本，还可以通过仿真对所涉及的系统进行整体分析和评估，从而达到优化设计，提高系统稳定性及可靠性的目的。
仿真首要任务就是建立数学模型，重点和难点也是进行建模，然后才可能进行计算机仿真研究，而建模是一件相当复杂的工作。
目前常用的建模方法有传递函数法、状态空间法、功率键合图法等。
模型建立的好坏直接关系到仿真的结果，不恰当的模型有可能得出相反的结论。
目前绝大多数软件采用状态方程建模，这些对一般的液压工作者来说，要求较高，有相当的难度。
1建模仿真软件——AMESim基于建模过程的复杂性以及给仿真研究带来的不便，近几年来国外尤其是欧洲陆续研制出一些更为实用的液压机械仿真软件，并获得了成功的应用。
AMESim 就是其中杰出的代表。
它是法国IMAGINE公司于1995年推出基于键合图的液压/机械系统建模仿真及动力学分析软件。
它由一系列软件构成，其中包括AMESim、AMESet、AMECustom和AMERun。
这4部分有其各自的用途和特性。
(1)AMESim——图形化工程系统建模、仿真和动态性能分析工具AMESim是一个图形化的开发环境，用于工程系统建模、仿真和动态性能分析。
使用者完全可以应用集成的一整套AMESim应用库来设计一个系统，所有的模型都经过严格的测试和实验验证。
AMESim不仅可以令使用者迅速达到建模仿真的最终目标，而且还可以分析和优化设计。
AMESim使得工程师从繁琐的数学建模中解放出来，从而专注于物理系统本身的设计，不需要书写程序代码。
基于AMEsim仿真技术在液压系统中的应用研究
qiyekejiyufazhan0引言随着科学技术的快速发展，许多领域的实践活动都需要理论做指导和支撑，尤其在液压/机械领域。
利用仿真技术指导工程实践，可明显加快工程进度，节省工程成本，保证工程质量。
AMEsim 是一款基于键合图的专业仿真软件，功能强大，为液压、机械、电气等领域提供了优越的仿真建模环境及工程实践解决方案。
1AMEsim 软件介绍AMEsim 是法国Imagine 公司于1995年推出的针对液压、机械、电气等领域的专业仿真建模软件。
该软件为用户提供了便捷的操作界面及丰富的标准ISO 图标与框图，方便用户建立复杂模型及特定应用实例，模型及参数便于修改，曲线拟合性好，仿真结果对工程实践具有重要的指导意义。
AMEsim 的基本特征有如下几点。
（1）多学科的建模仿真平台。
AMEsim 提供了一个综合性的多学科建模仿真平台，液压、机械、电磁、控制等领域都可在该平台进行建模、仿真与分析，各个领域之间可以方便地通过平台提供的物理接口进行连接，真正实现了多学科之间的无缝衔接。
（2）图形化物理建模方式。
一般的仿真软件，需要工程技术人员编写繁琐复杂的程序代码进行数学建模，并且模型的正确与否直接影响最后的仿真结果。
这种建模方式无疑加大了工程技术人员的工作量，并且容易出错。
AMEsim 仿真软件的建模是通过图形界面（GUI ）进行的，不需编写程序代码，只需专注于物理模型本身的设计，大大减轻了技术人员的工作量。
（3）强大的二次开发能力。
AMEset 是AMEsim 系列产品的二次开发平台，用户不仅可以调用AMEsim 软件里的各种图像代码，还可以将自己用C 语言或其他编程语言编写的图形代码嵌入进AMEsim 软件包，进一步强化软件功能。
2AMEsim 在液压系统中的应用AMEsim 软件为液压系统提供了丰富的标准ISO 图形界面［如图1所示（部分元件）］。
对于一些复杂的液压系统，标准元件库无法满足建模要求，故AMEsim 提供了丰富的HCD （Hydraulic Compo-nent Design ）元件库，技术人员利用该元件库不但可建立标准的液压系统模型，更重要的是可建立较为复杂的液压系统模型。
基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究
基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究摘要：随着液压技术在各个领域的广泛应用，液压系统的性能评估和优化变得尤为重要。
本文基于AMESim软件，对液压系统的建模与仿真技术进行了研究。
通过对液压系统的数学模型进行建立和仿真分析，可以有效地评估系统性能，预测系统的响应和优化系统设计。
通过对不同组件的建模和仿真，可以为液压系统的优化提供重要的参考依据。
本文分析了液压系统建模与仿真的基本原理和方法，并通过具体实例对AMESim 软件在液压系统仿真方面的应用进行了探讨。
关键词：AMESim软件；液压系统；建模；仿真1. 引言液压技术广泛应用于各个领域，如机械制造、航空航天、冶金等。
随着液压系统的复杂性和性能要求的提高，如何对液压系统进行准确的建模和仿真成为了一个关键问题。
通过液压系统的建模和仿真，可以有效地评估系统性能，预测系统的响应和优化系统设计。
因此，液压系统建模与仿真技术的研究具有重要的应用价值。
2. 液压系统建模与仿真技术概述液压系统建模与仿真技术是通过对液压元件进行建模，并建立其数学方程，通过计算机仿真的方式模拟系统的行为和性能。
常见的液压元件有液压缸、液压马达、液压泵等等。
液压系统的建模与仿真技术主要包括建立液压元件的数学模型、建立系统的动态模型以及进行仿真分析等。
在建立液压元件数学模型时，需要考虑流体力学和机械力学方面的因素，并建立相应的数学方程。
建立系统的动态模型是基于液压元件的数学模型，通过对系统的动态特性进行与仿真研究。
仿真分析包括对系统性能的评估和系统响应的预测等。
3. AMESim软件的基本原理和功能AMESim是一种基于物理演算的系统级仿真软件，可以用于各种工程领域的系统建模和仿真。
AMESim软件采用图形化建模和仿真方法，通过建立系统的框图并设置元件参数，可以方便地建立和修改系统模型。
AMESim软件可以提供液压元件的各种模型，如液压缸、液压马达、液压阀等，还可以进行多领域耦合仿真，如液压与机械、液压与电气等。
AMESim软件简介及其在液压系统中的应用
库
— 库包含一个或多个类 — AMESim提供了三个标准库 机械库 仿真库 信号控制库
其他可选库
— 液压库 — 气动库
实例1：质量-弹簧系统的仿真im演示实例
AMESim在液压系统中的应用
— LMS b AMESim® 液压库包含120多个不同复 杂程度的模型 ， 专用于各种应用场合的复杂液压系统
— Simulink — Adams — Simpack — Flux2D — RTLab® — dSPACE — iSIGHT®等。
AMESim介绍
AMESet
— AMESet 高级的二次开发平台 — AMESet是AMESim 子模型编辑工具，可以提供
AMESim所有子模型的源代码模板，方便地扩充 AMESim应用库。通过AMESet创建的模型库，具有标 准化、可重复使用以及易于维护等特点。用户创建的 模型库完全地兼容软件中原有的所有AMESim模型， 并且可以在AMESim所 支持的不同操作平台之间自动 地移植。
Simulation of engineering systems
AMESim介绍
— 提供了一个系统工程设计的完整平台，使得用户可以 在一个平台上建立复杂的多学科领域系统的模型，并 在此基础上进行仿真计算和深入的分析，研究系统的 稳态和动态性能。
— 例如：燃油喷射、制动系统、动力传动、机电系统和冷 却系统中
n HCD库主要模块：
q 节流口。 q 考虑可压缩性的容积。 q 一整套带有固定或运动阀筒的液压元件功能：
o 柱塞 o 弹簧柱塞 o 动摩擦和泄露 o 带环形槽的滑阀 o 膜片阀
o 带圆孔槽的滑阀 o 阀芯刻槽的滑阀 o 自定义开槽的滑阀 o 带尖角阀座的锥阀 o 带锥形阀座的锥阀
液压专业毕业设计 AMEsim在升降台液压系统仿真中的应用 精品
AMEsim在升降台液压系统仿真中的应用目录目录 (1)第1章绪论 (3)1.1 课题背景 (3)1.2设计内容 (3)1.3 AMESim (4)1.3.1 AMESim简介........................................................................................... 错误！未定义书签。
1.3.2 AMESim操作简要： (4)第2章液压系统的设计计算及选型 (11)2.1液压系统的计算 (11)2.1.1四个支腿液压缸的计算 (11)2.1.2梯架支承缸 (12)2.1.3 工作压力的复算 (13)2.2液压缸的选择 (14)2.3拟定液压系统原理图 (14)2.4液压系统动作顺序 (15)2.5选择液压元、辅件 (16)2.5.1执行器工作压力列表 (16)2.5.2单个液压执行器实际所需流量 (16)2.5.3液压泵的选择 (17)2.5.4液压阀的选择 (17)2.5.5液压油 (19)2.5.6油管 (19)2.5.7油箱容积 (19)2.5.8过滤器 (19)第3章液压系统的仿真 (20)3.1支腿回路的仿真及结果。
(20)3.1.1支腿回路图 (20)3.1.2各元件设置 (21)3.1.3运行结果及其分析................................................................................. 错误！未定义书签。
3.1.4其他工况分析 (32)3.2梯架回路 (39)3.2.1梯架回路图 (39)3.2.2回路各元件设置 (39)3.2.3运行结果 (45)总结 (54)致谢 (55)参考文献 (56)第1章绪论1.1 课题背景现有的升降台系统，应用最多的就是以汽车作为载体的升降台，在汽车上安装梯架，梯架可以绕着固定的轴在液压缸的作用下抬升，现有的升降台是以汽车马达作为动力，定量泵提供液压油，其梯架和汽车支腿的运动是匀速的运动，到达一定高度后停止运动，下降的期间也是匀速运动，虽然运动的速度平稳，但是在液压系统的速度是恒定的，不能实现加速和减速，因而灵活性降低，效率也会受到影响，同时，在启动和换向的时候会带来刚性冲击，对液压元件的寿命也会产生影响，并且安全系数降低，鉴于此，我们在现有的液压系统中，增加一个调节速度的元件调速阀，这样就可以实现梯架在升起和降落时的速度调节，在梯架运动过程中实现速度的变化，同时在换向和启动时的刚性冲击也就变为柔性冲击，对整个液压系统的灵活性、效率和使用寿命都将是一次巨大的改进。
基于AMESim的飞机液压系统仿真技术的应用研究
收稿日期:2005-11-15.作者简介:吴亚锋(1961-),男,陕西华县人,教授,博士生导师,主要从事振动与声音信号分析控制等方面的研究.文章编号:1000-1646(2007)04-0368-04基于AMESim 的飞机液压系统仿真技术的应用研究吴亚锋1,郭 军1,2(1.西北工业大学动力与能源学院,西安710072;2.中国运载火箭技术研究院长征航天控制工程公司,北京100076)摘 要:分析了AMESim 仿真平台的主要特点和功能,并以飞机前起落架液压收放系统为例,应用AMESim 建模仿真技术中的AMESim 图形化建模方法建立了系统元件的仿真模型,对飞机前起落架收放系统进行了系统仿真,仿真结果比较令人满意,与实验结果基本吻合.在分析了仿真结果的基础上,提出了AMESim 的批处理方式优化系统参数的方法,为飞机液压系统设计及分析提供了有价值的参考.关 键 词:AMESim 软件;建模;液压仿真;飞机起落架;批处理中图分类号:TH 137 文献标识码:AR esearch on simulation technique based on AMESim for aircraft hydraulic systemWU Ya 2feng 1,GUO J un 1,2(1.College of Propulsion and Energy ,Northwestern Polytechnical University ,Xi ’an 710072,China ; 2.Longmarch Aerospace Control Engineering Corporation ,China Academy of Launch Vehicle Technology ,Beijing 100076,China )Abstract :The main characteristic and function of AM ESim were introduced.Under the AM ESim environment ,a dynamic simulation for the former 2undercarriage of aircraft was conducted.The simulation model of the component was built with graphical modeling method ,and batch run was made for optimization of system parameters.The simulation results have provided the valuable reference for design and analysis of aircraft hydraulic system.K ey w ords :AM ESim ;modeling ;hydraulic simulation ;undercarriage ;batch run 现代飞机动力收放系统几乎都是液压驱动的.随着飞机特别是军用飞机的发展,对机载液压系统提出了更高的要求.对于飞机液压系统的设计,传统的设计方法主要通过设计者的知识和经验用真实的元部件构成一个动态系统,然后在这个系统上进行实验,研究结构参数对系统动态特性的影响.用这种方法进行参数调节比较困难,要花费大量的人力、物力和时间,而且一次成功的把握很小.随着计算机仿真技术的发展,在工程系统的设计中使用计算机对实际系统的动态特性进行数字仿真成为可能.在计算机上进行仿真实验,研究实际物理系统的各种工作状况,确定最佳参数匹配.这样使得系统和液压元件的设计缺陷在物理成型前就得到了处理,极大地缩短了设计周期、降低了设计成本.正是因为计算机数字仿真技术这种优越性,已经广泛地应用于飞机液压系统的设计、开发和改进过程中.飞机起落架及其收放控制系统是飞机一个重要的系统,其工作是否正常将直接影响到飞行安全和装备的完好性.本文使用AMESim 仿真软件平台对典型的前起落架收放系统进行了仿真试验,对系统工作过程进行了动态仿真,分析了仿真结果,为飞机液压系统设计及分析提供了有价值的参考.1 AM ESim 软件简介AMESim (Advanced Modeling Environment for Performing Simulations of Engineering Systems )高级第29卷第4期2007年8月沈 阳 工 业 大 学 学 报Journal of Shenyang University of TechnologyVol 129No 14Aug.2007工程系统仿真环境软件平台是法国IMAGINE 公司于1995年推出的图形化的开发环境,专门用于工程系统的建模、仿真和动态性能分析.AMESim 仿真环境包含的系列软件主要有5种:AMESim 、AMESet 、AMECustom 、AMERun 和AMEHlep.其中AMESim 可以进行完成系统仿真模型图的建立、模型的选择、参数的设定、仿真和动态性能的分析;AMESet 是模型和文档生成器,用于开发和维护自定义模型库;AMECustom 是数据库创建工具,用于为子模型或者超模型创建制定用户界面和参数设置,它可以使最终用户只能访问相关有用信息,而涉及到技术敏感性的信息可以在发布前进行加密;AMERun 是AMESim 的只运行版本;AMEHelp 是整个仿真环境的帮助系统.在系统建模过程中,需在AM ESim 软件中依次完成草图模式(Sketch mode )、子模型模式(Submodel mode )、参数模式(Parameter mode )、运行模式(Run mode ).其中,草图模式最为关键,需根据飞机前起落架收放系统的实际结构选择液压模型库中元件子模型构建整个系统的仿真模型图,如图1所示,值得注意的是图中9号元件———开锁作动筒(放起落架时,用以打开起落架的锁钩)的子模型需要根据其元件结构使用HCD (液压元件)库的基本模型单元设计.图1 前起落架液压收放系统原理图Fig.1 Hydraulic system of former 2undercarriage of aircraft2 前起落架收放系统仿真211 前起落架收放系统的工作原理如图1,在飞机着陆时放下起落架的工作过程是:飞行员将起落架开关置于放下位置,电磁阀8右端电磁铁通电,将高压油接通到放下管路.高压油首先进入开锁作动筒9的无杆腔推动活塞向左运动,使起落架的锁钩打开,开锁后活塞将中间油路打开,高压油就通过开锁作动筒9和液压锁10进入前起落架收放作动筒11的无杆腔,推动活塞放下前起落架.同时,开锁作动筒9和起落架作动筒11的有杆腔里的工作油液,经过电磁阀8回到油箱.由于在起落架放下时,在液压力、重力和气动力的共同作用下,使其放下速度较快,作动筒活塞运动到终点时容易与外筒发生撞击,为此在作动筒出口设置一个单向节流阀12,使油液流出作动筒时有较大的液阻,从而减少起落架放下速度和撞击.当飞机起飞后要收起起落架的工作过程是:飞行员将起落架收放开关置于收起位置,电磁阀8左端电磁铁通电,高压油一方面进入开锁作动筒9的油杆腔推动活塞使锁钩复位,同时进入作动筒11的有杆腔使起落架收起.作动筒11无杆腔回油依次经过液压锁10(此时高压油把液压锁打开)、单项阀14、电磁阀8回到油箱.212 前起落架收放系统仿真在AM ESim 仿真软件的Sketch mode 中从液压库子模型库依次选择元件模型完成系统图1的设计,系统的模型库中集成了大多数标准液压元件的仿真子模型,最大程度地避免了仿真者自行设计数学模型.同时,对于系统中的特定元件模型,可根据其物理结构,使用液压元件设计库里面的最小模型单元搭建完成.对于本系统来说,大多数关键元件的模型均可在液压库中选择,系统中9号元件———开锁作动筒作为特定元件,需用HCD 基本模型设计仿真子模型,并将其组成超元件模型连接在系统中.其开锁作动筒模型,如图2所示.图2 开锁作动筒模型Fig.2 Model of opening hydraulic jack a.基本元件模型 b.超元件模型在Sketch mode 中完成系统仿真图以后,仿真的关键就是实际系统元件模型的选择和设定参数.在飞机前起落架收放系统中,需要着重关注的仿真模型和参数设置是:主液压泵、主蓄能器、电磁阀、前起落架作动筒以及各自的参数设置.主液压泵选择了恒压泵模型,模型的数学公式为963第4期吴亚锋,等:基于AM ESim 的飞机液压系统仿真技术的应用研究 q2nom=k q Q((p3-p1)k p)(1)d(d i)d t=(q2nom/n p nom-d i)t au(2)式中:q2nom———名义流量;k q———流量比例因子;k p———压力比例因子;d i———排量;d(d i)/d t———排量变化率;n p nom———名义转速;t au———时间变化常数.泵的参数设置主要为:名义流量12L/min,额定压力1512MPa,额定转速4000r/min,机械效率95%.主蓄能器采用忽略热交换的液压蓄能器,模型的数学公式主要根据p・V n=C(3) 动态模型取绝热过程,n=114,参数设置:初始压力为1512MPa,预设气体压力为1118MPa,蓄能器容积为1L,入口孔径为12mm,流量系数为017,临界雷诺数为2320.系统的电磁阀模型采用了三位四通电液比例阀(Y型),即阀芯在中间位置处B2A2T三口相通,P口断开.之所以使用Y型三位四通阀主要考虑到在电磁阀没有工作的时候,B2A2T相通避免了起落架作动筒由于温度变化而产生的腔内油压过高.需设定的参数为:各段流道的流量为50L/min,各段流道相应的压降为0125MPa,比例阀的自然频率为80Hz,阻尼率为018.前起落架作动筒选择了双腔单杆液压缸模型,作为典型的液压缸模型需要设置的主要参数为:活塞直径65mm,杆径35mm,行程01554m,端口1死容积7613cm3,端口2死容积6314cm3,运动部件等效质量218kg.对于系统其他部件的参数可根据实际情况进行设置.213 仿真结果分析在仿真时间0～25s的时间里运行系统仿真,起始2s主液压泵开始运转,电磁阀不打开;在第2s结束时,通过设置的阀门信号开启模型打开电磁阀.系统仿真的主要控制点压力流量变化如图3、图4所示.图3主要显示了起落架放下时主泵出口的压力和流量变化(收起状态略),图中压力和流量变化规律很好地体现了恒压变量泵的压力流量特性.图4所示为起落架放下时作动筒无杆腔压力和流量变化,仿真结果与实验结果基本吻合.图3 前起落架放下时主液压泵的出口压力和流量Fig.3 Pressure and flow rate at outlet ofpump图4 前起落架放下时作动筒无杆腔压力与流量Fig.4 Pressure and flow rate in chamber with no rod inlet 值得注意的是对于本系统的仿真,负载变化仅考虑到起落架自重的因素,设定的是恒定值24500N;然而实际情况下,由于飞机在不同飞行马赫数、不同的飞行高度起落架所受到气动力影响要远远大于其本身自重的负载.为此,应用AM ESim的批处理功能,在负载起始值24500N、变化步长5000N、变化次数3次(向上)的情况下,运行批处理仿真.073 沈 阳 工 业 大 学 学 报第29卷图5为起落架放下时无杆腔随负载变化的情况,可以看出,1～4曲线分别为负载由初始值24500N 变化3次到39500N 时,无杆腔工作压力不断增大,工作时间不断增长,这也是与起落架放下时的实际工况相符的.图5 在负载变化情况下的起落架放下时无杆腔的压力变化Fig.5 Pressure change in chamber with no rod3 结 论1)AM ESim 提供了一条效果良好,而且方法简洁的仿真途径.应用Amesim 图形化的建模方法,避免了繁琐的公式推导,仿真结果比较令人满意,与实验结果基本吻合.2)利用AM ESim 的批处理功能设定模型元件的参数值,可以提供一组不同设定值下的仿真结果,可以方便地进行系统参数优化.可以断言,AMES im 仿真技术在包括飞机液压系统的各类工程领域中将会有越来越广泛的应用.参考文献:[1]李培滋,王占林.飞机液压传动与伺服控制[M ].北京:国防工业出版社,1979.(L I Pei 2zi ,WAN G Zhan 2lin.Hydraulic transmission and servo control of the aircraft [M ].Beijing :National Defense Industry Press ,1979.)[2]康凤举.现代仿真技术与应用[M ].北京:国防工业出版社,2001.(K AN G Feng 2ju.Technique of modern simulation and application [M ].Beijing :National Defense Industry Press ,2001.)[3]李永堂,雷步芳.液压系统建模与仿真[M ].北京:冶金工业出版社,2003.(L I Y ong 2tang ,L EI Bu 2fang.Modeling and simulation of 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的飞机液压系统仿真技术的应用研究 。
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元件 " 构建优化设计所需的实际原型 " 采用易于识别的 标准 =$F 图标和简单直观的多端口框图 " 方便用户建 立复杂系统及用户所需的特定应用实例 " 可修改模型 和仿真参数 " 进行稳态及动态仿真 % 绘制曲线并分析仿 真结果 " 界面比较友好 % 操作非常方便 $ !"’$%& 使用 户能够借助其友好的 % 面向实际应用的方案 " 研究任何 元件或回路的动力学特性 $ 这可通过模型库的概念来 实现 " 而模型库可通过客户化来不断升级和改进G>HEI$
液压气动与密封 !"#$% 年第 & 期
万方数据
一种新型 $ 型8+武汉理工大学 机电工程学院 U+湖北 武汉 F9<<Q<V++;8+ 湖南科技大学 机电工程学院 ! 湖南 湘潭 FBB;<B %
摘 要 # 研制了一种新结构的 S 型 & 桥溢流阀 ! 该阀的 先 导 阀 部 分 由 锥 阀 芯 ) 控 制 活 塞 ) 液 阻 WB)W;) 先 导 阀 体 和 先 导 阀 弹
B"’$%&0CDE 版本 $ B"#$%& 为用户提供了一个时域仿
真建模环境 " 可使用已有模型和 & 或 ’ 建立新的子模型
B"#$%& 定位在工程技术人员使用 " 建模的语言
是工程技术语言 " 仿真模型的建立扩充或改变都是通 过图形界面 &JK=’ 来进行的 "使用者不用编制任何程序 代码 # 这样使得用户可以从繁琐的数学建模中解放出 来 " 只专注于物理系统本身的设计 # &L’ 强大的二次开发能力
D&- 模式下运行仿真模型便可以得出仿真结果 $ 图 F 为给定信号和液压缸实际 位 移 对 比 曲 线 ’ 从
图 ( 标准液压元件库
图中可以看出 ’ 实际曲线和要求曲线非常接近 $ 同时还 可看出 ’ 系统在前 V+* 中经过一个偏差比较和调整后达 到了稳定状态 $
;W
鉴于液压系统的元件多式多样 ’ 标准库无法满足
!"#$%& 作为一种非常优秀的仿真软件 " 为流体 %
机械 ! 控制 ! 电磁等工程系统提供了一个较为完善的综 合仿真环境和解决方案 $
" #$%&’( 介绍 !"’$%&()*+,-./*0"1*/2%-30’-+%41-&/-5061407/48 614&%-30$%&92,5%1-0160/-3%-//4%-30:;:5/&:< 是法国 =&,38 %-/ 公司于 >??@ 年推出的基于键合图的液压 A 机械系
图 $ 比例调速阀 %&’()* 模型图
图 " 液压缸进出口流量曲线比较
"#$%%比例调速阀性能曲线仿真
该比例调速阀选用的是压差补偿性电液比例调速 阀 !它是由一比例电磁铁直接驱动的节流阀和一设置在 上游的单级定差减压阀组成&’(!)" 其原理图如图 * 所示 "
图 + 比例调速阀油路图
图 # 比例调速阀原理图 图 , 比例调速阀 -./ 曲线
图 ) *+, 元件库
下面例举两个具体的液压系统来说明 >?@3(/ 在 液压系统仿真中的应用 $
98O++阀控液压缸系统仿真
一个典型的带位置反馈的阀控液压缸仿真系统原 理图如图 9 所示 $ 位移传感器把液压缸的位置信号反 馈回来作为一个信号与给定的信号比较 ’ 得出一个偏 差 ’ 这个偏差经过放大器放大后作为三位四通电磁比 例换向阀的输入信号来控制三位四通换向阀的开口 度 ’ 从而按比例地控制液压缸活塞杆的前进或后退 $ 仿真过程如下 "
#$%&’(仿真技术及其在液压系统中的应用
余佑官 ! 龚国芳 !胡国良
M浙江大学 流体传动及控制国家重点实验室 " 浙江 杭州 L>NNEO<
摘 要 PQB"#$%& 是法国 =&,3%-/ 公司推出的基于键合图的液压 A 机械系统建模 ! 仿真及动力学分析软件 " 它以其强大的仿
真和分析能力在各个领域得到了广泛的应用 # 本文对 B"#$%& 软件及其基本特征做了介绍 " 并例举了它在液压系统中的 应用 $ 关键词 P00B"#$%& ) 仿真 ) 液压系统 中图分类号 P0RS>LO0000000 文献标识码 (!0000000 文章编号 (>NNT8NT>L &ENN@’NL8NNET8NC
++++++++>?@3(/ 系列产品中的 >?@3.0 为用户提供了一
个标准化 ! 规范化和图形化的二次开发平台 " 用户不仅 可以直接调用 >?@3(/ 所有的模型代码 # 而且可以把 自己的 A 或 BCDED>6 代码模型以图形化模块的方式 综合进 >?@3(/ 软件包 $ %F& 鲁棒性极强的智能求解器
统建模! 仿真及动力学分析软件" 至今已经发展到
B"#$%& 的基本特性如下 ( &>’ 多学科的建模仿真平台 B"#$%& 在统一的平台上实现了多学科领域的系
统工程的建模和仿真 " 如机械 % 液压 % 气动 % 热 % 电和磁 等物理领域 # 不同领域模块之间直接的物理连接方式 使得 B"#$%& 成为多学科领域系统工程建模和仿真的 标准环境 # &E’ 图形化物理建模方式
所有的建模 要 求 ’>?@3(/ 提 供 了 一 个 基 本 元 件 库 设 计 PALQP"H$4&’()+A7/R7-.-0+L.*(S-T$ 利用 PAL ’用户 可以建立标准库中没有的液压模型 ’ 当然也可以建立 标准库中已提供的模型 ’ 如图 ; 所示 %部分元件 &$
>?@3(/ 的智能求解器能够根据用户所建立的模
! 前言
随着科学技术 ! 仿真理论及计算机技术的不断发 展 " 仿真技术不断提高 # 在如今的科学研究中 " 仿真技 术提高了科学研究水平 " 缩短了研究周期 ! 降低了科学 研究成本及风险 ! 促进了各个不同领域的融合 ! 加速了 科研成果转化为生产力的进程 $ 可以说 "仿真技术已成 为科学研究中必不可少的实用技术 $
由 于 +,-./0 标 准 模 型 库 中 没 有 比 例 调 速 阀 模 型 ! 故此要利用 123 建立比例调速阀的模型 ! 建立的 模型如图 4 所示 " 首先可以利用 +,-./0 中的 567897: 工具检查油 路图 ! 以验证建立的模型是否正确 ! 如图 ; 所示 # 图中
"D
下面利用 +,-./0 的批处理功能来比较阀的系统 参数对性能曲线的影响 " 比例调速阀系统中两根弹簧 对性能曲线的影响是非常大的 ! 按比例设定节流阀弹 簧刚度系数 "@4%AB00 ! 如 图 CD 所 示 ! 同 一 输 入 电 流
液压气动与密封 !"#$% 年第 & 期
收稿日期 (ENN@8NL8EE 基金项目 ( 十五国家 TgL 项目 &ENNLBBCEN>EN’ 作者简介 P 余 佑 官 M>?TE8<X 男 " 江 西 余 干 人 " 在 读 硕 士 " 主 要 从 事 液 压 系 统 建模仿真及控制研究 #
ET
万方数据
$%&92,5%1-05/.U-%V9/0160B"’$%&0,-*0%5:0,772%.,5%1-0%-0U;*4,92%.0:;:5/&0
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