第九章 液压传动系统的仿真简介
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第九章 液压传动系统的仿真简介
第一节 液压系统仿真技术简介
一.仿真的基本概念 现代液压系统设计不仅要满足静态性能要求，更要满
足动态特性要求。随着计算机技术的发展和普及，利用计 算机进行数字仿真已成为液压系统动态性能研究的重要手 段。仿真技术在液压技术领域中的应用，归纳起来可解决 如下几方面的问题： （1）对已有液压元件或系统通过理论推导建立描述它们的 数学模型，进行仿真实验； （2）对已有的系统，通过建立数学模型和仿真实验，确定 参数的调整范围； （3）对新设计的元件，可通过仿真实验研究元件各部分结 构参数对其动特性的影响； （4）对新设计系统，通过仿真实验验证控制方案的可行性。
9.2 液压系统仿真软件AMESim
修改该对话框右侧列表栏中的“Value”、“Step size”、 “Num above”为150、30、2。点击OK按钮
9.2 液压系统仿真软件AMESim
进口节流调速回路负载特性仿真曲线族
9.2 液压系统仿真软件AMESim
下面我们来仿真节流调速回路的功率——负载特性
9.2 液压系统仿真软件AMESim
修改图9 21所示中的第一行中的“Expression”列，并删除第二行（用键盘上 的Delete键），修改完成后的结果如图9-22所示。即将“Expression”改为字 符串“force@forcecon*v@actuatormass01”
9.2 液压系统仿真软件AMESim
再参考图9 14、图9 15设置批处理变量，此时运行仿真，绘制“Post processing”中的“A1”变量
9.2 液压系统仿真软件AMESim
功率——负载特性曲线
9.2 液压系统仿真软件AMESim
9.2.5 旁路节流调速回路的AMESim仿真
9.2 液压系统仿真软件AMESim
创建完回路后，进入参数模式，选择菜单【Settings】→【Batch parameters】，弹出对话框“Batch Parameters”，将7号元件的变 量“constant value”拖动到该对话框的左侧列表栏中，修改该对话框 右侧列表栏中的“Value”、“Step size”、“Num below”为0.5、0.2、2。点击OK按钮
9.2 液压系统仿真软件AMESim
旁路节流调速回路调节特性曲线
9.2 液压系统仿真软件AMESim
9.2.6 双泵并联增速回路
9.2 液压系统仿真软件AMESim
7号原件时序图
9.2 液压系统仿真软件AMESim
11号原件时序图
9.2 液压系统仿真软件AMESim
13号原件速度图
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
进入参数模式，选择菜单【Settings】→【Batch parameters】，弹出对话框“Batch Parameters”， 将7号元件的变量“constant value”拖动到该对话框 的左侧列表栏中
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
修改该对话框右侧列表栏中的“Value”、“Step size”、“Num below”为0.5、-0.1、2。点击OK 按钮
第一节 液压系统仿真技术简介
二.液压仿真软件
1.FluidSIM
2.Automation Studio
3.HOPSAN
4.HyPneu
5.EASY5
6.DSHplus
7.20-sim
8.AMESim
三.液压系统建模及仿真技术发展方向
深入研究液压系统的建模和算法
进行最优化设计的研究
完善仿真模型库，增强液压仿真软件的通用性
AMESim主窗口
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
单击工具栏上的“Submodel mode”（子模型模式）按钮 ，进 入子模型设置模式，再单击工具栏 上的“Premier submodel”（主 子模型）按钮，为图中各元件设置 主子模型。再单击工具栏上的 “Parameter mode”（参数模 式）按钮，设置系统元件参数。
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
切换到仿真模式 ，单击设置运行参数按钮 ，弹出 “Run Parameters”对话框，选中该对话框中 “General”选项卡中的“Run type”框中的单选按 钮“Batch”，表示要进行批运行
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
绘制液压缸活塞杆运动速度（rod velocity）曲线
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
在弹出的对话框（AMEPlot）中，单击菜单【Tools】 →【Batch plot】，然后在AMEPlot窗口的图形上单 击鼠标左键，在弹出的对话框中单击OK按钮
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
从图中可以看出：在节流阀通流面积AT一定的情况下， 重载工况比轻载工况的速度刚性差；而在相同负载下， 通流面积AT大时，亦即液压缸速度高时速度刚性差， 故这种回路只适用于低速、轻载的场合
四.回油节流调速回路的AMESim仿真
修改该对话框右侧列表栏中的“Value”、“Step size”、 “Num below”为0.5、-0.2、2。点击OK按钮
四.回油节流调速回路的AMESim仿真
回油节流调速回路负载特性仿真曲线族
四.回油节流调速回路的AMESim仿真
首先进入参数模式，选择菜单【Settings】→【Batch parameters】， 弹出对话框“Batch Parameters”，参考图9 13，将2号元件的变量 “relief valve cracking pressure”拖动到该对话框的左侧列表栏中，同 时删除原有的批处理变量（7号原件的批处理变量）
值的说明的是，本章中所列 举的图形标题中带有“仿真草图” 字样的图形都采用的AMESim的 库中的图标符号，读者在学习中 应注意同国家标准规定的液压元 件等的图形相区别。
二.用AMESim进行液压系统仿真的基本方法
1.创建元件的草图 2.设定图标元件的 数学描述；
3.设定元件的参数 4.初始化仿真运行 5.绘图显示系统运 行状况
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
进油节流调速回路调节特性仿真草图
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
进口节流调速回路调节特性仿真曲线族
四.回油节流调速回路的AMESim仿真
四.回油节流调速回路的AMESim仿真
创建完回路后，进入参数模式，选择菜单【Settings】→【Batch parameters】，弹出对话框“Batch Parameters”，将7号元件的变量 “constant value”拖动到该对话框的左侧列表栏中
9.2 液压系统仿真软件AMESim
旁路节流调速回路负载特性曲线
9.2 液压系统仿真软件AMESim
旁路节流调速回路AMESim仿真草ຫໍສະໝຸດ Baidu2
9.2 液压系统仿真软件AMESim
创建完回路后，进入参数模式，选择菜单【Settings】→【Batch parameters】，弹出对话框“Batch Parameters”，将6号元件的变 量“constant value”拖动到该对话框的左侧列表栏中，修改该对话框 右侧列表栏中的“Value”、“Step size”、“Num below”为80000、 40000、1。点击OK按钮
首先切换的仿真模式，单击图9-13中的5号原件，在“Variables”选项卡 中，选择“force output”变量，将其拖动到“Post processing”选项卡中
9.2 液压系统仿真软件AMESim
再选择原件4，从“Variables”选项卡中，拖动变量“rod velocity”到 “Post processing”选项卡中
吸收多媒体技术，使液压仿真软件更加直观、实用
第二节 液压系统仿真软件AMESim
一.AMESim仿真软件简介
AMESim表示工程系统仿真 高级建模环境（Advanced Modeling Environment for performing Simulations of engineering systems）
第一节 液压系统仿真技术简介
一.仿真的基本概念 现代液压系统设计不仅要满足静态性能要求，更要满
足动态特性要求。随着计算机技术的发展和普及，利用计 算机进行数字仿真已成为液压系统动态性能研究的重要手 段。仿真技术在液压技术领域中的应用，归纳起来可解决 如下几方面的问题： （1）对已有液压元件或系统通过理论推导建立描述它们的 数学模型，进行仿真实验； （2）对已有的系统，通过建立数学模型和仿真实验，确定 参数的调整范围； （3）对新设计的元件，可通过仿真实验研究元件各部分结 构参数对其动特性的影响； （4）对新设计系统，通过仿真实验验证控制方案的可行性。
9.2 液压系统仿真软件AMESim
修改该对话框右侧列表栏中的“Value”、“Step size”、 “Num above”为150、30、2。点击OK按钮
9.2 液压系统仿真软件AMESim
进口节流调速回路负载特性仿真曲线族
9.2 液压系统仿真软件AMESim
下面我们来仿真节流调速回路的功率——负载特性
9.2 液压系统仿真软件AMESim
修改图9 21所示中的第一行中的“Expression”列，并删除第二行（用键盘上 的Delete键），修改完成后的结果如图9-22所示。即将“Expression”改为字 符串“force@forcecon*v@actuatormass01”
9.2 液压系统仿真软件AMESim
再参考图9 14、图9 15设置批处理变量，此时运行仿真，绘制“Post processing”中的“A1”变量
9.2 液压系统仿真软件AMESim
功率——负载特性曲线
9.2 液压系统仿真软件AMESim
9.2.5 旁路节流调速回路的AMESim仿真
9.2 液压系统仿真软件AMESim
创建完回路后，进入参数模式，选择菜单【Settings】→【Batch parameters】，弹出对话框“Batch Parameters”，将7号元件的变 量“constant value”拖动到该对话框的左侧列表栏中，修改该对话框 右侧列表栏中的“Value”、“Step size”、“Num below”为0.5、0.2、2。点击OK按钮
9.2 液压系统仿真软件AMESim
旁路节流调速回路调节特性曲线
9.2 液压系统仿真软件AMESim
9.2.6 双泵并联增速回路
9.2 液压系统仿真软件AMESim
7号原件时序图
9.2 液压系统仿真软件AMESim
11号原件时序图
9.2 液压系统仿真软件AMESim
13号原件速度图
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
进入参数模式，选择菜单【Settings】→【Batch parameters】，弹出对话框“Batch Parameters”， 将7号元件的变量“constant value”拖动到该对话框 的左侧列表栏中
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
修改该对话框右侧列表栏中的“Value”、“Step size”、“Num below”为0.5、-0.1、2。点击OK 按钮
第一节 液压系统仿真技术简介
二.液压仿真软件
1.FluidSIM
2.Automation Studio
3.HOPSAN
4.HyPneu
5.EASY5
6.DSHplus
7.20-sim
8.AMESim
三.液压系统建模及仿真技术发展方向
深入研究液压系统的建模和算法
进行最优化设计的研究
完善仿真模型库，增强液压仿真软件的通用性
AMESim主窗口
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
单击工具栏上的“Submodel mode”（子模型模式）按钮 ，进 入子模型设置模式，再单击工具栏 上的“Premier submodel”（主 子模型）按钮，为图中各元件设置 主子模型。再单击工具栏上的 “Parameter mode”（参数模 式）按钮，设置系统元件参数。
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
切换到仿真模式 ，单击设置运行参数按钮 ，弹出 “Run Parameters”对话框，选中该对话框中 “General”选项卡中的“Run type”框中的单选按 钮“Batch”，表示要进行批运行
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
绘制液压缸活塞杆运动速度（rod velocity）曲线
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
在弹出的对话框（AMEPlot）中，单击菜单【Tools】 →【Batch plot】，然后在AMEPlot窗口的图形上单 击鼠标左键，在弹出的对话框中单击OK按钮
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
从图中可以看出：在节流阀通流面积AT一定的情况下， 重载工况比轻载工况的速度刚性差；而在相同负载下， 通流面积AT大时，亦即液压缸速度高时速度刚性差， 故这种回路只适用于低速、轻载的场合
四.回油节流调速回路的AMESim仿真
修改该对话框右侧列表栏中的“Value”、“Step size”、 “Num below”为0.5、-0.2、2。点击OK按钮
四.回油节流调速回路的AMESim仿真
回油节流调速回路负载特性仿真曲线族
四.回油节流调速回路的AMESim仿真
首先进入参数模式，选择菜单【Settings】→【Batch parameters】， 弹出对话框“Batch Parameters”，参考图9 13，将2号元件的变量 “relief valve cracking pressure”拖动到该对话框的左侧列表栏中，同 时删除原有的批处理变量（7号原件的批处理变量）
值的说明的是，本章中所列 举的图形标题中带有“仿真草图” 字样的图形都采用的AMESim的 库中的图标符号，读者在学习中 应注意同国家标准规定的液压元 件等的图形相区别。
二.用AMESim进行液压系统仿真的基本方法
1.创建元件的草图 2.设定图标元件的 数学描述；
3.设定元件的参数 4.初始化仿真运行 5.绘图显示系统运 行状况
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
进油节流调速回路调节特性仿真草图
三.进油节流调速回路的AMESim仿真
进口节流调速回路调节特性仿真曲线族
四.回油节流调速回路的AMESim仿真
四.回油节流调速回路的AMESim仿真
创建完回路后，进入参数模式，选择菜单【Settings】→【Batch parameters】，弹出对话框“Batch Parameters”，将7号元件的变量 “constant value”拖动到该对话框的左侧列表栏中
9.2 液压系统仿真软件AMESim
旁路节流调速回路负载特性曲线
9.2 液压系统仿真软件AMESim
旁路节流调速回路AMESim仿真草ຫໍສະໝຸດ Baidu2
9.2 液压系统仿真软件AMESim
创建完回路后，进入参数模式，选择菜单【Settings】→【Batch parameters】，弹出对话框“Batch Parameters”，将6号元件的变 量“constant value”拖动到该对话框的左侧列表栏中，修改该对话框 右侧列表栏中的“Value”、“Step size”、“Num below”为80000、 40000、1。点击OK按钮
首先切换的仿真模式，单击图9-13中的5号原件，在“Variables”选项卡 中，选择“force output”变量，将其拖动到“Post processing”选项卡中
9.2 液压系统仿真软件AMESim
再选择原件4，从“Variables”选项卡中，拖动变量“rod velocity”到 “Post processing”选项卡中
吸收多媒体技术，使液压仿真软件更加直观、实用
第二节 液压系统仿真软件AMESim
一.AMESim仿真软件简介
AMESim表示工程系统仿真 高级建模环境（Advanced Modeling Environment for performing Simulations of engineering systems）