基于MATLABsimulink的液压系统动态仿真

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基于Matlab_Simulink的液压缸建模与仿真

社 ,1996. [4 ]雷霖. 微机自动检测与系统设计 [ M ] . 北京 : 电子工业出版社 ,
2003.
作者简介 : 何忠蛟 (1974 - ) ,讲师 ,毕业于浙江大学信息学院 , 硕士 ,从事光通信技术、电子线路、光机电一体化技术等研究 ,发表论文 8 篇. Tel :0571 - 85976253 , E - Mail :he335577 @eyou. com.
线 ,不仅减少了试验工作量 ,降低试验费用 ,而且试验数据可靠 ,其实用性和曲线拟合性均很好 ,极具推广价值。
参考文献 : [ 1 ]高镇同. 疲劳应用统计学[ M ] . 北京 :国防工业出饭社 ,1996. [ 2 ]何忠蛟 ,张志斌. 输送机减速器疲劳试验原理研究 [J ] . 煤矿机
械 ,2004 , (5) :43 - 45. [ 3 ]林毓钅奇 ,陈瀚 ,楼志文. 材料力学 [ M ] . 西安 : 西安交通大学出版
收稿日期 :2005204201
Research of Transporter Restarder Fatigue Curve Based on
Maximum Likelihood Method
HE Zhong - jiao ( Information and Electron Engineering College ,Zhejiang Industry and Trade University , Hangzhou 310035 ,China)
图 6 液压缸位移 x 与时间 t 的关系 Fig. 6 Relation of cylinder’s displacement x and time t
4 结语从时间流速仿真图形可以看出 ,液压缸的流速

基于Simulink组合机床液压系统设计与仿真

ｃｌｄｒｐｓｏａｈｐｒｍｅｅａｉｂｅ（ｉｐａｅｎ，ｖｌｃｔｃａｇｎｉｉｙｉｅｉｎＳｅｃａａｔｒｖｒｌｓｄｓｌｃｍｅｔｅｏｉｈｎｉｇｗｔｔｍｅ．ｈｎｔｅｅｃｒｅｅｅａａｙｅ，ｎｔａｙ）ｈＴｅｈｓｕｓｗｒｎｌｚｄｖ
ｍｏｅａｓａｌｈｄ．ＵｓｎｄｌｗｓｅｔｂｉｅｓｉｇＭＡＴＡＢｔｏｉｌｋｆｒｓｍｕａｉｎａａｙｉｗｏｌａｎｄｓｖｒｌｃｒｅｆｈｄａｌＬｏ］Ｓｍｕｉｏｉｌｔｎｌｓｓｎｏｕｄｇｉｅｅｅａｕｖｓｏｙｒｕｉｃ
磁换向阀或换向阀来实现换向，响应较慢，度较低。精本文利用电液伺服比例阀来将流体控制系统分析方法引入液压系统设计中。电液伺服比例阀响应速度快，控
制精度高，统运行平稳。本文利用液压仿真技术，立系建
ＺＨＡｈｎｓａ。ＬＵｏｇｐｎＷＡＮＧｕｍｉ３Ｓａ－ｈｎ’ Ｚｈｎ－ｉｇ，Ｙｏ－ｎ
（．ｃｏｌｆｃａｉｌｎｉｅｒｇａｄＡｔｍａｏＺｅｉｎｃ— ｅｈＵｎｖｒｉ，ｎｚｏ１０８１ｈｏｏＭｅｈｎｃｇｎｅｉｎｕｏｔｎ，ｈｊｇＳｉＴｃｉｓｙＨａｇｈｕ３０１）ＳａＥｎｉａｅｔ
ａｄａｒａｏａｌｙｔｍｅｉｎｉｒｖｍｅｔｐｏｒｍｕｄｂｖｉｂｅｎｅｓｎｂｅｓｓｅｄｓｇｍｐｏｅｎｒｇａｗｏｌｅａａｌｌ．ａＫｅｒｓｙｗｏｄ：ｍｏｕａｃｉｅｔｏ；ｙｒｕｉｙｔｍｓｄｓｇ；ｉｌｋｓｍｕａｉｎｄｌｒｍａｈｎ－ｏｌｈｄａｌｓｓｅ；ｅｉｎＳｍｕｉ，ｉｌｔｃｎｏ

基于MATLAB／Simulink的脱模液压系统动态特性仿真

【110】第３１卷第６期２００９－０６基于ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的脱模液压系统动态特性仿真Dynamical characteristics simulation of pushing mould hydraulicsystem based on matlab/simulink庞博，侯守全，王慧，钟亮ＰＡＮＧ　Ｂｏ，　ＨＯＵ　Ｓｈｏｕ－ｑｕａｎ，　ＷＡＮＧ　Ｈｕｉ，　ＺＨＯＮＧ　Ｌｉａｎｇ（内蒙古工业大学　机械学院，呼和浩特　０１００５１）摘要：研究了利用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件包对脱模液压系统进行动态仿真的方法。

介绍了Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件包的特点，并以脱模液压缸为对象建立了液压系统的动态模型，给出了仿真模型，详细介绍了如何利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对液压系统的动态特性进行仿真。

同时，详细讨论了影响液压系统动态特性的主要因素。

这为脱模液压系统的设计和优化提供了重要的依据，对提高脱模液压系统的动态性能具有十分重要的意义。

关键词：仿真；液压系统；动态特性中图分类号：ＴＨ　１３７．５文献标识码：Ａ文章编号：１００９－０１３４（２００９）０６－０１１０－０４收稿日期：２００８－１２－０３作者简介：庞博（１９８２－），男，山西太原人，硕士研究生，主要从事机电一体化装备研究。

０引言目前，液压技术的应用场合日益广泛，对液压元件和系统的可靠性、精确性和快速性等要求不断提高，液压系统动态特性的分析研究也日益得到重视。

随着液压系统逐渐趋于复杂和对液压系统仿真要求的不断提高，传统的利用微分方程和差分方程建模进行动态特性仿真的方法已经不能满足需要。

而ＭＡＴＬＡＢ　作为一种面向科学与工程计算的高级语言，集科学计算、自动控制、信号处理、图像处理等功能于一体，它所提供的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，支持连续、离散及两者混合的线性、非线性系统，从而成为对液压系统动态特性进行仿真的强有力的工具。

基于MATLAB的液压系统的设计与仿真

基于MATLAB的液压系统的设计与仿真西南交通大学本科毕业设计（论文）基于MATLAB的液压系统的设计与仿真摘要液压电梯是现代社会中一种重要的垂直运输工具，由于其具有机房设置灵活、对井道结构强度要求低、运行平稳、载重量大, 以及故障率低等优点, 在国内外中、低层建筑中的应用已相当普遍。

液压电梯是集机、电、液一体化的产品，是由多个相互独立又相互协调配合的单元构成，对液压电梯的开发研究涉及机械、液压及自动控制等多个领域。

本文在对液压电梯的实际工作情况做了详细分析后，假定了一个电梯具体的工作条件（包括电梯的最大负载和运行速度等），选定电梯轿厢的支承方式为双缸直顶式、支承液压缸为三级同步液压缸，并设计了满足条件的电梯液压系统。

然后根据电梯的工作条件和已设定参数，对各个液压元件进行了设计计算。

最后结合实际的情况和一些具体的产品，对液压元件的型号和尺寸的进行了确定。

在此基础上，本文对电梯液压系统进行了数学模型的建立，在建模过程中采用拓扑原理建立系统的数学模型，即先根据系统的总体结构建立液压系统的拓扑结构图，将系统分成若干个可以独立的子系统，然后再分别建立每个子系统的数学模型，最后再根据拓扑结构组合成整个大系统的数学模型。

在建立了系统数学模型后，对液压系统进行了仿真分析，得到了系统的速度、压力和位移曲线，这就更直观的反应了系统的运行过程。

根据仿真结果分析，液压缸在运行过程中速度振动较大，本论文将PID控制算法加入到系统中，采用积分分离PID控制方法对本液压系统进行了仿真分析，结果显示加入PID控制方法后系统稳定性得到了提高，具有良好的工作性能。

关键词：液压电梯;双缸直顶式;三级同步液压缸;动态仿真;PID控制目录第1章绪论 (1)1.1液压电梯的发展概况 ........................................................... 错误！未定义书签。

1.1.1 国外液压电梯的发展简况 ....................................... 错误！未定义书签。

复习四：基于Matlab_Simulink的动态系统仿真1

三、Simulink 模型的构建
1、对 Simulink 库浏览器的基本操作 2、模块的基本操作： 1）模块的选择
51
2)模块的连接 3)模块的复制 4)模块的移动 5)模块的删除 6)模块的旋转 7）模块名的操作修改模块名、模块名字体设置、改变模块名的位置、隐藏模块名 8）模块的阴影效果 9）模块颜色的改变 10）模块的插入 3、信号的操作
Simulink 可以处理的系统包括：线性、非线性系统；离散、连续及混合系统；单任务、多任务离散事件系统等。在 MATLAB7 版本中，可直接在 Simulink 环境中运作的工具箱很多，已覆盖航空/航天、通信、控制、信号处理、电力系统、机电系统等诸多领域，所涉内容专业性极强。
一、启用 Simulink 并建立系统模型
仿真时间设置
求解法设置
仿真步长设置
过零控制
误差设置
2）运行仿真
图 8.25 仿真参数设置对话框
四、基于 Simulink 系统仿真技术应用举例
例
连续的非线性系统举例。利用
Simulink
计算
Van
der
pol
方程：
⎧ ⎨ ⎩
x 2
=
x1 = x2 −m(x12 − 1)x2
−
x1
，并用示波
器 Scope 显示状态量 x1 和 x2 。
图 8.3 Simulink 的公共模型库
50
2、Simulink 的专业模型库前面对 Simulink 的公共模型库做了详细的介绍，除了公共模型库外，Simulink 中还集成了许多面向
不同专业的专业模型库，不同领域的系统设计师可以使用这些系统模块快速构建自己的系统模型，然后在此基础上进行系统的仿真、分析，从而完成设计任务。下面仅介绍几种控制工程师可能用到的专业模型库的主要功能。 1）航空航天模型库（Aerospace Blockset）

如何使用MATLABSimulink进行动态系统建模与仿真

如何使用MATLABSimulink进行动态系统建模与仿真如何使用MATLAB Simulink进行动态系统建模与仿真一、引言MATLAB Simulink是一款强大的动态系统建模和仿真工具，广泛应用于各个领域的工程设计和研究中。

本文将介绍如何使用MATLAB Simulink进行动态系统建模与仿真的方法和步骤。

二、系统建模1. 模型构建在MATLAB Simulink中，可以通过拖拽模块的方式来构建系统模型。

首先，将系统的元件和子系统模块从库中拖拽到模型窗口中，然后连接这些模块，形成一个完整的系统模型。

2. 参数设置对于系统模型的各个组件，可以设置对应的参数和初始条件。

通过双击模块可以打开参数设置对话框，可以设置参数的数值、初始条件以及其他相关属性。

3. 信号连接在模型中，各个模块之间可以通过信号连接来传递信息。

在拖拽模块连接的同时，可以进行信号的名称设置，以便于后续仿真结果的分析和显示。

三、系统仿真1. 仿真参数设置在进行系统仿真之前，需要设置仿真的起止时间、步长等参数。

通过点击仿真器界面上的参数设置按钮，可以进行相关参数的设置。

2. 仿真运行在设置好仿真参数后，可以点击仿真器界面上的运行按钮来开始仿真过程。

仿真器将根据设置的参数对系统模型进行仿真计算，并输出仿真结果。

3. 仿真结果分析仿真结束后，可以通过查看仿真器界面上的仿真结果来分析系统的动态特性。

Simulink提供了丰富的结果显示和分析工具，可以对仿真结果进行绘图、数据处理等操作，以便于对系统模型的性能进行评估。

四、参数优化与系统设计1. 参数优化方法MATLAB Simulink还提供了多种参数优化算法，可以通过这些算法对系统模型进行优化。

可以通过设置优化目标和参数范围，以及定义参数约束条件等，来进行参数优化计算。

2. 系统设计方法Simulink还支持用于控制系统、信号处理系统和通信系统等领域的特定设计工具。

通过这些工具，可以对系统模型进行控制器设计、滤波器设计等操作，以满足系统性能要求。

Simulink在液压控制系统仿真中的应用

Simulink 在液压控制系统仿真中的应用1 简介液压控制系统的动态响应仿真计算一直是液压行业不断研究的一个门类，在液压控制系统中有着广泛的应用。

由于液压动力机构是动态元件，其动态特性很大程度上决定着整个液压伺服系统的性能，其中四通阀控液压缸是最常见的动力机构，也是泵控系统中伺服变量泵的前置级。

以前一般采用个人编程的方法来实现系统的动态响应，但是往往要花费大量的时间来处理程序本身的问题，并且容易出错、通用性差。

SIMULINK 的问世给液压系统的动态仿真计算提供了强大的工具，在SIMULINK 环境中只需利用鼠标就可以直观的画出系统模型，然后就可以直接进行仿真，并且在仿真过程中可以随时更改某些参数，以观察其对控制系统的影响，实现了对液压控制系统的智能设计。

2 四通阀控液压缸的基本方程（1）滑阀的流量方程假设：阀是零开口四边滑阀，四个节流窗口时匹配和对称的，供油压力s p 恒定，回油压力0p 为零。

阀的线性化流量方程为图1四通阀控液压缸原理图L q V c Lq K x K p =- （1）在动态分析时，需要考虑泄漏和油液压缩性的影响。

由于液压缸外泄漏和压缩性的影响，使得流入液压缸的流量1q 和流出液压缸的流量2q 不相等，即12q q ≠。

为了简化分析，定义负载流量为12L 2q q q +=（2）式中 q K ——四通阀的流量增益；c K ——四通阀的流量—压力系数； V x ——阀芯的位移； L q ——负载压力。

（2）液压缸流量连续性方程流入液压缸进油腔的流量1q 为p 111pip 121()ep e dx V dp q A C p p C p dtdt β=+-++（3）从液压缸回油腔流出的流量2q 为p 222pip 122()ep e dx V dp q A C p p C p dtdtβ=+-++（4）式中 p A ——液压缸活塞有效面积； p x ——活塞位移；ip C ——液压缸内泄漏系数； ep C ——液压缸外泄漏系数；e β——有效体积弹性模量（包括油液、连接管道和缸体的机械柔度）； 1V ——液压缸进油腔的容积（包括阀、连接管道和进油腔）； 2V ——液压缸回油腔的容积（包括阀、连接管道和回油腔）。

基于SIMULINK的液压系统动态仿真

基于ＳＩＭＵＬＩＮＫ的液压系统动态仿真　杨志坚，米柏林，赖庆辉（东北农业大学　工程学院，哈尔滨１５００３０）　摘要：通过采用ＭＡＴＬＡＢ语言的ＳＩＭＵＬＩＮＫ软件包对液压系统进行动态仿真的方法，以开关型阀控缸为例，建立了液压系统的动态模型，并给出了仿真模型。

通过对系统的参数初始化，进行仿真。

结果表明，ＳＩＭＵＬＩＮＫ方法是对液压系统的动态特性进行仿真的一条有效途径。

　关键词：计算机应用；ＳＩＭＵＬＩＮＫ；仿真；动态特性；液压系统　中图分类号：ＴＰ３９１．９；ＴＨ１３７文献标识码：Ａ文章编号：１００３─１８８Ｘ（２００５）０５─００９３─０２　随着液压系统趋于高压、大流量，液压系统的复杂性不断提高。

传统的利用微分和差分方程建模进行动态特性仿真的方法已经不能满足需要。

液压系统的动态仿真方法逐渐得到了广泛的应用，对于改进液压系统的设计、提高系统的可靠性都具有重要意义。

ＭＡＴＬＡＢ语言集科学计算、自动控制、信号处理等功能于一体，具有较高的编程效率。

同时，ＭＡＴＬＡＢ还提供了ＳＩＭＵＬＩＮＫ软件包，利用该软件包可以方便地对液压系统的动态特性进行仿真［１］。

　１液压系统动态建模　图１是一个常见的开关型阀控缸系统，泵出的油经换向阀进入液压缸，并通过换向阀控制液压缸进、排油，从而实现活塞运动及换向。

液压缸进油腔和回油腔流量连续性方程及活塞运动方程［２］为　t pC p A q c d d 11111++=λυ （１）　t p C p A q c d d 22222−−=λυ （２）　F B tmA p A p ++=−υυd d 2211 （３）　式中 1q 、2q —流进、流出液压缸的流量（ｍ３／ｓ）；　1A 、2A —液压缸进油、排油腔活塞面积（ｍ２）；　1p 、2p —液压缸进、排油压力（Ｐａ）；　υ—活塞运动速度（ｍ／ｓ）；　c λ—液压缸的泄漏系数（ｍ３・Ｐａ／ｓ）；　m —活塞及负载的总质量（ｋｇ）；　B —黏性阻尼系数（Ｎ・ｓ／ｍ）；　F —负载力（N ）；　1C 、2C —进油、排油腔及其管路的液容。

基于SIMULINK的液压伺服系统仿真

基于SIMULINK的液压伺服系统仿真摘要: 液压伺服系统作为控制系统的一种有效的控制方法,在工程中有着及其重要的地位。

对液压伺服系统进行仿真可以有效了解系统的稳定性,实现对系统的智能设计。

关键词: Simulink ; 液压伺服系统; 仿真0 引言液压伺服控制系统具有良好的控制性能,因此在工业控制系统中有着广泛的应用。

利用计算机对系统进行仿真,无论对其性能分析,还是系统辅助设计,都有重要的意义。

因此,液压伺服控制系统仿真一直是研究的重点。

本文利用MATLAB 软件中的动态仿真工具SIMULINK,构造了位控液压伺服控制系统仿真模型。

然后以位控液压位置伺服系统的实例进行仿真,并对其进行系统性能分析。

1 液压伺服系统的统一方块图无论是机液伺服系统还是电液伺服系统,无论是阀控式还是泵控式,无论执行元件是液压缸,还是液压马达,无论是位置系统还是速度系统,其数学模型都有着统一的形式。

各种不同的液压伺服系统,除了其信号输入、放大、校正、反馈、转换的方式不同以外,其“液压执行”部分的数学特性的形式是类同的。

掌握这个规律,不难获得液压伺服系统的数学模型。

其统一的方块图如图1 所示。

图1 液压伺服系统的统一方块图2 伺服系统仿真在获得电液伺服系统的统一方块图后,来建立一个由伺服阀- 液压缸- 位置负反馈- 比例调节器组成的位置伺服系统在干扰负载为零时的动态结构图(见图2) 。

图2 液压伺服系统的动态结构图W. 预先给定的活塞位置输入信号KR. 放大器的增益K1 伺服阀放大系数Ts , as . 伺服阀时间常数和阻尼比伺服阀的输出流量可近似用Q = KQy 表示, 此处y 表示伺服阀内功率放大元件即滑阀的位移, KQ是滑阀流量增益。

液压缸传递函数的参数是TM (时间常数) 、aM (阻尼比) 和KM (放大系数) 。

液压缸输出物理量为速度v , 经积分环节得活塞的运动位置x 的轨迹。

已知某电液伺服系统的测试数据如仿真模块图2 ,经适当计算, 将结果代人结构图, 然后建立SIMULINK仿真程序下的仿真模块图,如图3 所示。

采用MATLAB+Simulink的液压管路瞬态压力脉动分析

p 向量的后 n − 1 个元素 q = q0 p = p0
图3
选择算子常数
分别加上两个边界条件
p2 p3 Μ p′ = p n p0
则构成两个新的向量
q0 q q′ = 1 Μ qn −1
∂p 在 Simulink 中的表达方式 ∂x ∂p Fig.3 Simulink diagram of ∂x
整个管路动态压力脉动特性分析的 Simulink 仿真块图如图 4 所示其中子系统 subsystem 为包括稳态项和瞬态项的摩擦力项
常数 2
积分器 1 选择算子 2
选择算子 1 常数 1 积分器 2
子系统
图4 Fig.4
Simulink 仿真块图
Simulink simulating module 表2 Table 2 仿真参数
q ðr02
=
其中系数 ni 和 mi 采用日本研究人员 KAGAWA 给出的数值[5] 如表 1 所示
表1 Table 1 系数 ni 和 mi 值
Coefficients ni and mi
t
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ni
2.63744×101 7.28033×101 1.87424×102 5.36626×102 1.57060×103 4.61813×103 1.36011 ×104 4.00825×104 1.18153×105 3.48316×105
Abstract: The mathematical model of fluid transients inside hydraulic pipelines is introduced including the unsteady friction item. A new method using SELECTOR block in MATLAB Simulink is developed to handle the integration in spatial domain when solving the partial differential equations. Using this method, the pressure transients inside hydraulic pipelines can be predicted both in time and spatial domains. A straight pipeline with a hydraulic valve on one side and a reservoir on the other side is studied as an example. The pressure pulsations inside the pipeline after the valve is shut off are simulated using the new method. The simulation results are given and compared with the predictions from characteristics method and finite element method published previously. The high frequency oscillation problem created by the numerical analysis is also discussed. Key words: pressure pulsations; pipeline transients; MATLAB Simulink; hydraulic pipeline; partial differential equation 在石油输送管网系统航空航天燃油供给系统以及液压传动系统中由于阀门的突然开关泵的失效以及执行元件止动等原因管道中将产生沿管路传播的压力脉动波这种现象会导致传输传动及控制系统性能的下降例如泵效率的降低系统

基于SIMULINK的液压伺服系统动态仿真

３３校正后的系统仿真．
根据校正后系统的传递函数重新设置仿真参数（４．图）双击方框图中的示波器，到仿真曲线（５．曲线可以看出，统的超调量降为得图）由系６一５２，态误差几乎为零，足设计要求．．９／稳９６满
图２仿真参数设置对话框
Ｆｉ．Ｓｉｕａｉｎｐｒｍｅｅｓａｉｈｍｅｉｌｇｂｘｇ２ｍｌｔｏａａｔｒｅｔｂｌｓｎｔｄａｏｏ
收稿日期：２０－０～２０８－６９．
作者简介：春花（９５）女，林龙井人。边大学工学院机械系副教授金１６～，吉延
第Ｏ卷９月期２３０８年第３０
Ｖ０．ＯＮＯ３１３．
Ｓｅ．２８ｐ００
基于ＳＭＵＬＮＫ的液压伺服系统动态仿真ＩＩ
金 ห้องสมุดไป่ตู้ 花
（延边大学工学院，吉林延吉１３０）３０２
摘要：以液压助力器为例，给出了液压伺服系统的仿真模型，用ＳＭＵＬＮＫ对该系统的动利ＩＩ态性能进行仿真，利用状态反馈进行校正．真结果表明，Ｉ并仿ＳＭＵＬＮ方法是对液压伺服系ＩＫ
２８２
延
边
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第３０卷

基于MATLAB simulink的液压系统动态仿真

由于阀控对称液压缸系统比阀控非对称液压缸系统具有更好的控制特性因此在实际生产中得到了广泛的应用但是对称液压缸加工难度大滑动摩擦阻力较大需要的运行空间也大而非对称液压缸构造简单制造容易
基于Simulink的液压系统动态仿真
汇报人：xxx
一、阀控液压系统缸简介
液压动力元件可以分为四种基本形式：阀控液压缸、阀控液压马达、泵控液压缸和泵控液压马达。四种液压动力元件虽然结果不同，但其特性是类似的。
如图1所示，四通滑阀控制液压缸拖动带有弹性和粘性阻尼的负载作往复运动。其中，假定供油压力Ps恒定，回油压力P0近似为零。
图1 四通阀控制对称液压缸原理图
图2 常见四通阀图片
二、仿真
1、Simulink简介可实现动态系统建模、仿真、分析等。广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。采用方块图结构图形对接，跟用笔和纸来画一样容易，与传统仿真软件相比，
阀控液压缸系统是工程上应用较广泛的传动和动力系统。由于阀控对称液
压缸系统比阀控非对称液压缸系统具有更好的控制特性，因此，在实际生产中得到了广泛的应用，但是对称液压缸加工难度大，滑动摩擦阻力较大，
需要的运行空间也大，而非对称液压缸构造简单，制造容易。
四通阀控制对称液压缸是液压系统中一种常用的液压动力元件工作原理
更直观、方便、灵活。
可从上到下、左到右创建模型，可以编辑子系统，随意性较高
2、案例设计一个结构物的疲劳试验机，已知：结构物刚度K=2.55×106N/m，结构物质量m=18 k g；要求最大加载力Fmax=5×103N，设计时系统的油源压力取：Ps=10×106 Pa 。滑阀流量方程： qL Kqxv KCpL 液压缸流量 qL Ap CtppL dt 4e dt 连续性方程：

基于MATLAB的液压系统的设计与仿真

基于MATLAB的液压系统的设计与仿真液压系统是一种广泛应用于工业和机械系统中的能量传输系统，它通过液体的流动来传递力和能量。

在液压系统的设计过程中，仿真是一个非常重要的环节，它可以帮助工程师模拟系统的工作状态，并进行优化和改进。

MATLAB是一种功能强大的数学建模和仿真软件，在液压系统的设计和仿真中也得到了广泛应用。

MATLAB提供了丰富的工具箱和函数，可以用来建立液压系统的数学模型，并进行系统的仿真和分析。

液压系统通常由液体储存器、泵、阀、执行器、管道等组成。

在使用MATLAB进行液压系统设计和仿真时，需要先建立系统的数学模型。

液压系统的数学模型可以通过基本的物理原理和流体力学方程来推导得到。

MATLAB提供了许多数学建模的工具，如符号计算工具箱，可以帮助工程师简化复杂的数学运算和方程推导过程。

建立了液压系统的数学模型之后，可以使用MATLAB进行系统的仿真分析。

MATLAB提供了丰富的仿真工具和函数，可以模拟液压系统在不同工况下的运行状态。

例如，可以利用MATLAB编写代码来模拟液压泵的工作特性，评估系统的压力、流量和效率等参数。

另外，MATLAB还支持建立液压系统的控制模型，并进行系统的闭环控制仿真。

这可以帮助工程师评估系统的控制性能，并进行控制系统的优化设计。

除了仿真分析外，MATLAB还可以用于液压系统的优化设计。

根据系统的仿真结果，工程师可以通过调整系统参数来改善系统的性能。

MATLAB 提供了优化工具箱，可以帮助工程师通过全局和优化算法来找到最佳的系统参数组合，以实现液压系统的最优设计。

总而言之，基于MATLAB的液压系统设计与仿真是一个灵活且高效的方法。

通过建立系统的数学模型，利用MATLAB的仿真和优化功能，工程师可以更好地理解和分析液压系统的工作原理，并进行系统的优化设计。

这种基于MATLAB的设计和仿真方法具有重要的理论意义和实际应用价值，可以提高液压系统设计的效率和可靠性。

基于matlab的液压管路动态特性的仿真

基于MAT LAB 的液压管路动态特性的仿真张　洪T he S imulation for the Dynam ic Character of the H ydraulic P ipe Based on M A T LA BZhang H ong(江南大学机械学院,江苏省无锡市　214063)摘　要:该文以液压管路系统为研究对象,建立了系统的数学模型,利用M AT LAB 对其动特性进行仿真,结果与实验相一致,该文的仿真及建模方法可作为其他液压系统动特性研究的借鉴。

关键词:M AT LAB ;动态特性;仿真中图分类号:TH137　文献标识码:B 文章编号:100024858(2003)0920028203概述液压系统中,由于某一元件的工作状态变更(例如阀的开度变化、泵的脉动、泵的开启或停止)或受到外界干扰(例如负载的变化等)会引起管道中油液流动的不稳定,这个暂态的不稳定,可能会引起管道的谐振等动态性能的变化。

动特性变化的研究主要有实验法和计算机仿真法两种手段。

本文利用无穷乘积法建立了管路流体流动数学模型,利用具有强大功能的Matlab 工具软件对其进行了动态特性的计算机仿真。

1　管路动特性的数学模型的建立图1　带有固定节流孔的管道管路系统可认为是由液阻、液感、液容元件所组合成的网络,这些元件的特性决定了管路系统的压力流量关系。

在短管的情况下,管路内的油柱可当作一集中质量,管道的摩阻,油液的压缩性和管道的弹性变形也可集中一处,作为集总参数系统处理,长管道可分成无数单元,每单元均由液阻、液感、液容组成,如图1所示,端面1—1上的压力、流量分别为p 1、q 1,端面2—2上压力、流量分别为p 2、q 2。

如单位长度的液阻、液感、液容各为R hI 、L hI 及C hI ,且层流时R hI =128μπd 4,C hI=AK e,L hI =ρA,其中d 、A 分别是单位长度管道的截面直径和面积,ρ、μ分别是油液的密度和动力黏度,K e 是油液的体积弹性模量,则-9p (x ,t )9x =R hI q (x ,t )+L hI9q (x ,t )9t -9q 9x =C hI 9p (x ,t )9t (1)　收稿日期:2003203220　作者简介:张洪(1966—),男,江苏无锡人,在读博士生,主要从事计算机仿真与智能控制方面的研究工作。

基于MATLAB的液压仿真系统的研究_(4)

将式（5.10）代入(5.11)得
V (s) =
s zV b + s 2
⎡ ⎢QV ⎣
(s
)
−
1 s
⎜⎛ ⎝
ZV
+
c 2
s
⎟⎞ ⎠
Fz
(s
)⎥⎦⎤
( ) mc
s2
+
bc 2
+ mzV
s +1
2 zV b + S 2
zV b + S 2
当 FZ = 0 时有主控传递函数
s
( ) FXQ (s) =
X (s) Q(s)
( ) Q1 = Qt1 + k1 p1 − p2 + k2
p1
−
p2
+ C1
dp1 dt
（5.1）
上式中理论流量 Qt1 = S1v ，v 是活塞的运动速度， S1 为活塞左端面有效面积， k1, k2
为泄漏系数。缸的出油腔瞬态流量连续方程为
( ) Q2 = Qt2 + k1 p1 − p2 + k2
将式（5.8）与式（5.9）相加并整理得
P1
(s)
=
− P2
(s)
=
QV (s) −
cs+ 2
Qt ZV
(s
)
=
QV (s)
⎜⎛ Th s ⎝2
− +
Qt (s)
1⎟⎞Z ⎠
V
( ) 将力平衡方程
m
dv dt
+
bv
+
Fz
=S
p1
− p2
拉氏变换得
(ms + b)V (s) + FZ (s) = S(P1(s) − P2 (s))

基于MATLAB的液压仿真系统的研究

3、载荷特性：研究风力发电机组的载荷特性，包括风轮、塔筒等关键部位的载荷变化情况。
4、电力品质：分析电力输出的品质，包括电压、频率等参数的稳定性以及谐波含量的影响。
5、经济性评估：结合仿真数据，评估风力发电系统的经济性，包括投资成本、运行维护费用与发电效益的比较分析。
参考内容三
引言
随着科技的不断发展，智能控制系统在各个领域的应用越来越广泛。为了更好地研究和设计智能控制系统，计算机仿真技术成为了重要的工具。MATLAB作为一种流行的数值计算软件，在控制系统仿真中发挥着重要的作用。本次演示将介绍如何使用MATLAB进行智能控制系统的仿真研究。
基于MATLAB的液压仿真系统研究
基于MATLAB的液压仿真系统研究主要包括以下步骤：
1、系统建模：首先根据实际需求，建立液压系统的数学模型。MATLAB中的 Simulink模块可以方便地进行系统建模，通过绘制系统流程图，定义各个元件的数学模型和参数，构建完整的液压系统模型。
2、系统仿真：在建立好液压系统模型后，使用MATLAB的仿真功能进行系统仿真。通过设置仿真时间和仿真参数，运行仿真程序，得到系统的动态响应曲线和各项指标数据。
MATLAB在液压仿真领域的应用日益广泛。MATLAB具有强大的矩阵运算和绘图功能，可以方便地对液压系统进行数学建模和可视化显示。同时，MATLAB还提供了多种工具箱，如Simulink、Control System Toolbox等，可以方便地进行系统级和元件级仿真，并进行系统优化和控制设计。
仿真实验
在系统分析的基础上，使用MATLAB进行仿真实验。根据系统的数学模型和性能指标，设置仿真参数，如仿真时间、步长等。通过仿真实验，可以获得系统的响应数据和性能指标。在这个过程中，可以使用Control System Toolbox中的函数来实现控制器的设计和优化。

基于SIMULINK的液压系统动态仿真_石红雁

利用 SIMU LINK 对液压系统进行动态仿真还可以考察系统的参数对其动态特性的影响, 为液压系统的设计提供依据。在表 1 的基础上, 个别参数图 4 动态仿真结果改变以后的动态仿真结果见图 5。把图 5 的结果和图 4 进行比较, 考察系统的参数变化对其动态特性的影响。从图 5a 可以看出, 当负载质量降低以后, 系统响应明显变快, 在 0. 4 s 左右就已经稳定, 且没有振荡的过程, 说明系统低负载质量情况下的动态特性要优于高负载质量时的动态特性, 但在一般情况下, 改变外负载的余地不大。
图 1 阀控液压缸示意图
考察液压缸连续方程, 由可压缩流体连续性方程, 经推导有[ 4]
QL =
A
dy dt
+
Ctcp L +
V t dpL 4Be dt
( 2)
式中 A ——活塞有效面积, m 2
y ——活塞位移, m
Ctc—— 液压缸的总泄漏系数, m 3·M Pa/ s
V t ——两个油腔的总体积, m3
M AT L AB 语言集科学计算、自动控制、信号处理等功能于一体, 具有极高的编程效率。同时 M AT LAB 还提供了 SIMU L INK 软件包, 利用该软件包可以方便地对液压系统的动态特性进行仿真。
SIM UL INK 是实现动态系统建模、仿真的一个集成环境, 它使 M AT L AB 的功能得到进一步的扩展[ 3] 。SIMU L IN K 软件包的特色在于: ¹ 实现可视
Be ——有效液体体积弹性模数, N / m 2
考察液压缸和负载的力平衡方程, 忽略库仑摩
擦等非线性负载和油液的质量, 根据牛顿第二定律
有
Fg= A ( p 1 - p2) = A p L

基于MATLAB_SIMULINK的阀控液压缸动态特性仿真与优化

文章编号:1004-2539(2007)04-0067-02基于MAT LAB/SIMU LINK 的阀控液压缸动态特性仿真与优化(西北工业大学,　陕西西安　710072)　崔　昊　王育才　吕建国摘要　对一开关型阀控液压缸进行数字建模,并在此基础上利用MAT LAB/SI MU LI NK 软件对其动态特性进行仿真与优化,从而对实际液压系统的设计起到十分重要的作用。

关键词　阀控液压缸系统　动态特性　建模　仿真与优化图1 引言液压系统的动态特性是衡量其性能好坏的一个重要指标,通过对液压系统进行计算机仿真,并在仿真的基础上对其进行优化,对提高系统的动态性能具有十分重要的意义。

液压控制阀和液压缸组成的阀控液压缸系统是液压系统中不可取少的组成部分,它的动态特性的好坏对整个液压控制系统的性能有决定性的影响。

本文在建立实际数学模型的基础上,利用MAT LAB/SI MU LI NK 软件对阀控液压缸系统进行仿真,很直观的分析系统动态特性和相关的影响因素,并对系统进行优化,这对设计阀控液压缸系统具有实际指导意义。

1　模型的建立图1是一个常见的开关型阀控缸系统,泵出的油经节流阀、换向阀进入工作缸,并通过换向阀控制液压缸进、排油,从而实现活塞运动及换向。

液压缸进油腔、回油腔流量连续性方程及活塞运动方程为q 1=A 1v +C 1d p 1d t (1)q 2=A 2v -C 2d p 2d t (2)p 1A 1-p 2A 2=m d vd t+Bv +F(3)式中　q 1、q 2———流进、流出液压缸的流量A 1、A 2———液压缸进油、排油腔活塞面积p 1、p 2———液压缸进、排油压力v ———活塞运动速度m ———运动部分质量B ———黏性组尼系数F ———负载力C 1、C 2———进油、排油腔及其管路的液容,C 1=V 1/K ,C 2=V 2/K ,其中V 1、V 2为工作缸进、排油腔容积,K 为油液体积弹性模量。

MATLABSimulink与液压控制系统仿真——第1~2章

MATLAB/Simulink与液压控制系统仿真（第2版）
关键词：液压伺服控制系统；仿真；稳定性 MATLAB/Simulink;
与
其
� 物理学；
他
� 电工学；
课
� 液压传动与控制；
程
� 机械工程控制基础；
的
� MATLAB/Simulink与系统仿真分析
联
� 现代控制理论； � 系统辨识；
系
� 3）液压油易受污染，并可能造成执行机构的堵塞。
�
应该指出的一点是近年来机电系统有了很大的发
展，其执行机构功率大、惯性小，因此在某些方面有代
替液压伺服系统的趋势。但液压伺服系统也在不断向前
发展，在未来的日子里，这两种系统都将会以各自的特
点在相应的技术领域中发挥作用。
应
的
统
系
伺服
压
液
1.4
用
1.5
定和校正连接起来，是本书的重点，希望读者重视，切实
掌握。
系
统
与
环
1、准确数学系统模型（自动控制系统）；
境
2、已知输出，辨识系统模型（系统辨识）；
3、不确定数学模型（模糊、概率设计、人工神经网络）
研究系统除了研究系统的实体、属
性和活动外，还需要研究系统的环境，考察环境和系统之间的相互作用及对系统活动的影响。因此研究系统首先应确定系统实体，即包括哪些对象，确定系统与环境的边界，这样可以清楚地了解环境的变化对系统的影响。例如在研究恒温系统时，往往要考虑环境温度的影响；研究电系统中，常常要考虑电压波动；在研究机械系统中，要常常把温度、摩擦力等其他非线性因素当作干扰对系统的影响加以考虑。研究系统的重要内容是探讨系统及输入、输出三者之间的动态关系。

基于Matlab＼Simulink的液压绞车动态特性仿真研究

ｓｐｒｄｏｈｉｃ．ｔｅｏｆｔｅ￣ｎｈｉ
ＫｙｗｒｓＭａｌｂ；Ｓｍｔｉｋ；ｈｄａｌｉｃｅｏｄ：ｔａｉｔｎｌｙｒｕｉｗｎｈ；ｓｍｕａｉｎｃｉｌｔｏ
１概
述
２液压系统动态特性建模
绞车液压系统原理图经简化如图１所示，系统包括手动伺服阀控｛液压缸回路和变量泵控｛定量｝ｊ｝ｊ
按照静态指标来选用或设计使用部门在进行液压
绞车选型设计时，也采用静态参数进行校核。在液压绞车技术不断向前发展的进程中，这种静态设计方法越来越难以适应高压、大功率系统的使用要求。在绞车重载提升的启动阶段，其速度、加速度、液压力和马达扭矩等急剧变化，为使设备运转
ｑｙ殖 “ｃ
式中Ａ —— 液压缸工作面积；
（。）
变量泵的泄漏系数Ｃ可根据其最大流量、容积效率，７和系统额定压力Ｐ求出。
Ｃｐ＝
广
活塞位移；
液压缸总容积；
Ｃ——液压缸总泄漏系数；
— —
则总泄漏系数
本文通过液压绞车手动伺服控制系统和容积调速主回路的动态方程，利用Ｍｔｂ语言中的仿真ａａｌ
工具箱—— ｓｍｕｉｋＢＴ一１２型矿用防爆型液ｊｌ对Ｙｎ．
图１皱车液压系统厚理
２１伺服阀控液压缸动态方程． ’ 阀流量方程
建立了仿真模型，实例对绞车启动过程动态特性进行了仿真研究分析。关键词：Ｍｔｂｉｕｎ；液压绞车；仿真ａａ；Ｓｌｋｌｍｉ
中圈分类号：Ｔ５４Ｄ３文献标识码：Ａ文章编号：０５２３（０２４— ０８一４２３— ３６２０）ｏ０１ｏ