基于AMESim和Simulink的气动位置伺服系统PID控制
实验六-基于Simulink的位置式和增量式PID仿真
实验六基于Simulink的位置式和增量式PID仿真一、实验目的：1、用Matlab的仿真工具Simulink分别做出数字PID控制器的两种算法（位置式和增量式）进行仿真；2、被控对象为一阶惯性环节 D（s） = 1 / （5s+1）；3、采样周期 T = 1 s；4、仿真结果：确定PID相关参数，使得系统的输出能够很快的跟随给定值的变化，给出例证,输入输出波形，程序清单及必要的分析。
二、实验学时：4三、实验原理:(1）列出算法表达式：位置式PID控制算法表达式为:（2）列出算法传递函数:（3)建立simulink模型：（4)准备工作：双击step，将sample time设置为1以符合采样周期 T = 1 s 的要求；选定仿真时间为500。
第一步是先获取开环系统的单位阶跃响应，在Simulink中，把反馈连线、微分器、积分器的输出连线都断开，并将’Kp’的值置为1，调试之后获取响应值。
再连上反馈线，再分别接上微分器、积分器，仿真，调试仿真值.2、增量式PID：(1）列出算法表达式:增量式PID控制算法表达式为：（2）列出算法传递函数：(3）建立simulink模型：（4）准备工作：双击step，将sample time设置为1以符合采样周期 T = 1 s 的要求;选定仿真时间为500。
第一步是先获取开环系统的单位阶跃响应，在Simulink中，把反馈连线、微分器、积分器的输出连线都断开，并将’Kp’的值置为1，调试之后获取响应值。
再连上反馈线，再分别接上微分器、积分器，仿真，调试仿真值。
四、实验内容:1、位置式：（1)P控制整定仿真运行完毕，双击“scope”得到下图将Kp的值置为0。
5，并连上反馈连线。
仿真运行完毕,双击“scope”得到下图效果不理想，再将Kp的值置为0。
2，并连上反馈连线。
P控制时系统的单位阶跃响应图如下：（2）PI控制整定（比例放大系数仍为Kp=0.2)经多次输入Ki的值,发现Ki=1时，系统的输出最理想,选定仿真时间,仿真运行，运行元毕后. 双击" Scope " 得到以下结果(3）PID控制整定经多次输入调试，Kd的值置为0.5时，系统能最快地趋向稳定。
运用simulink实现PID设计
题目：基于MATLAB/Simulink的PID控制系统的设计与仿真班级：姓名：学号：2010年6月基于MATLAB/Simulink的PID控制系统的设计与仿真摘要:介绍了基于Ziegler- Nichols整定方法的PID 控制器设计, 给出了基于MATLAB和Simulink的实现方法和仿真。
仿真结果表明, 此算法设计的PID 控制器有良好的性能指标。
1 控制对象建模1.1 PID 控制系统的建模PID(Proportional，Integral and Differemial)控制器是一种基于“过去”，“现在”和“未来”信息估计的简单算法。
常规PID控制系统原理框图如下图所示，系统主要由PID 控制器和被控对象组成。
作为一种线性控制器，它根据给定值rin(t)与实际输出值yout(t)构成控制偏差e(t)，将偏差按比例、积分、和微分通过线性组合构成控制量u(t)，对被控对象进行控制。
PID控制系统原理图PID 控制器的数学描述为:其传递函数可表示为:PID控制器各校正环节的作用如下：1．比例环节：成比例地反映控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。
2．积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。
积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti，Ti越大，积分作用越弱，反之越强。
3．微分环节：反映偏差信号的变化趋势(变化速率)，并能在偏差信号变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。
从根本上讲，设计 PID 控制器也就是确定其比例系数K p、积分系数Ti 和微分系数Td , 这三个系数取值的不同，决定了比例、积分和微分作用的强弱。
控制系统的整定就是在控制系统的结构已经确定、控制仪表和控制对象等处在正常状态的情况下, 适当选择控制器的参数使控制仪表的特性和控制对象的特性相配合, 从而使控制系统的运行达到最佳状态, 取得最好的控制效果。
基于AMESim与Matlab／Simulink联合仿真技术的接口与应用研究
开发与设计 Ｄ ｉ ＆Ｄｖｏ ｅｔ ： （ ｅｇ ｅ ｌｍｎ ！ ／ ｓｎ ｅｐ
基 于 Ａ 与 Ｍａ ｂ＼ ＭＥ ｉ Ｓ ｍ ｔ ｌ ａ Ｓ ｌ ｋ ｉ ｍｕｉ ｎ
联 合 仿 真 技 术 的 接 口与 应 用 研 究
４ ）将 联 合 仿 真 的 许 可 证 文 件 ｌｎｓ．ａ 制 到 ｉ ｅｅｄｔ复 ｅ ＡＭＥ ｉ Ｓｍ安装 目录下 的 ｌｎｓ ｇ ｉ ｅｉ 文件夹 中。 ｅ ｍ ５ ）确认 是 否在 ＡＭＥ ｉ 中选 择 ＶＣ作 为编 译 器 。 ｓｍ 具体操 作 在 Ａ ｓｍ— Ｏ ｉ ｓ ＡＭＥ ｉ ｒｆ ｅｃｓ ＂ ＭＥ ｉ ｐ ｎ— ｏ Ｓｍ Ｐｅｅ ｎｅ￣ ｒ Ｃ ｍｐ ａｏ／ ａａ ｔｒ 中。在 ＭＡＴ ． ｏ ｉｔｎ Ｐ ｒｍｅ ｓ ｌｉ ｅ Ｌ Ｂ命令 窗 口中输人 Ａ 命令 Ｍｅ－ ｔＤ ｘｓ ｍ ，选择 Ｖ ． ｅ Ｃ作 为编译器 。
种模 型，改变仿真参数 ，很有效地解 决仿 真技术 中的问
题。
Ａ Ｓｍ作 为 一 个 完 整 的 系 统 工 程 仿 真 平 台， ＭＥ ｉ Ｓｍ ｌ ｋ作为事实上 的控 制系统设 计 的标 准平 台。点对 ｉ ｕｉ ｎ 点的 ＡＭＥ ｉ—ｉｌｉｋ 口提供 了一个使用便捷 和行之 Ｓ Ｓ ｕｎ 接 ｍ ｎｌ 有效的工具用于 Ａ Ｓｍ的被控对象模 型和控 制系统模 ＭＥ ｉ 型之问的耦合分析 、同时利用 ｒ Ａ Ｓｒ 和 Ｓｌ ｌｋ的 ＭＥ ｉ ｅ ｉｕｉ ｎ ｎ 最佳功能 ，避 免了不同平台之间复杂模型 的重建。
ｉ 。 ｍ
法 国 Ｉ ａｉ 公 司开发 的 Ａ Ｓｍ是 当今领先 的流 ｍｇｅ ｎ ＭＥ ｉ
体 ，传动系统 和液 压／ 机械 系统 建模 ，仿真及 动力 学分
析软件。基于 Ｍａ ａ ｔｌ 台的 Ｓｍ ｌ ｋ是动 态系统 仿真 ｌｂ平 ｉｕｉ ｎ 领域 中著名的仿真集成环境 ，它在众多领域得 到广泛应 用 。Ｓ ｕｉ ｉ ｌｋ借助 Ｍａ ｍ ｎ ｔ Ｍｂ的计算功能 ，可方便地建立各
基于amesim的飞机液压系统温度建模与仿真
基于AMESim的飞机液压系统温度建模与仿真何兆民王少萍(北京航空航天大学北京 100191)摘要：介绍了AMESim通用液压仿真软件的特点和飞机液压系统热特性，建立了各种关键液压元件及整个液压系统的温度计算模型，并运用AMESim软件对液压系统在典型飞行状态下的温升情况进行了仿真计算，仿真结果与实验结果基本吻合，证明了建模的准确性。
关键词：飞机液压系统温度建模 AMESim中图分类号：TP391.9TEMPERATURE MODELING AND SIMULATION OF AIRCRAFT HYDRAULIC SYSTEM BASED ON AMESimHE Zhaomin WANG Shaoping(College of Automatic Science and Electrical Engineering, Beijing University of Aeronautics and Astronautics,Beijing 100191 )Abstract：The thermal characteristic of aircraft hydraulic system and AMESim were introduced, the temperature calculate model of some crucial hydraulic components and the whole hydraulic system were established, the temperature characteristic of hydraulic system at typical work condition were calculated by AMESim, the emulate results is coincident with the experiment result, which proves that the modeling is reasonable.Key words：Aircraft hydraulic system；Temperature； Modeling；AMESim0 前言随着飞机液压系统向高压化、大功率方向发展，液压系统的发热问题越来越受到关注。
基于AMESim的PDF控制器封装与参数的优化_汪成文
图2PDF 封装图中图分类号：TH137文献标识码：A 文章编号：1672－8904（2009）02－0023－003收稿日期：2008－10－06作者简介：汪成文，男，太原理工大学机械电子工程专业，硕士研究生，主要研究方向：电液伺服控制。
第2期（总第33期）2009年3月No．2(Serial No．33)Mar．2009Fluid Power Transmission and Control图1PDF 控制器内部结构图2液压位置系统建模的系统模型。
位移传感器将液压缸的位置信号分为两路：一路送到控制器中与指令信号做运算后，其输出经放大器放大后作为三位四通电液比例换向阀的输入信号来控制阀的开度，从而按比例地控制液压缸的运动；另一路与指令信号做比较后，并将此误差信号作为函数模块的输入，为控制器的参数优化做准备。
进入Submodel 模式，为每个元件选择所需要的子模型。
进入Parameter 模式为各模型设定参数。
系统主要参数设定如下：输入为0．2阶跃信号，三位四通伺服阀各路流量为7L ／min 、额定电流为100mA ；液压缸惯性质量为500kg 、泄露系数为0．1L ／min ／MPa 、粘性摩擦系数为100N(m ／s)，位置传感器增益设定为10，伺服放大器增益为10，饱和环节上下限值设定为伺服阀的额定值150，设定仿真时间为6s ，真步长0．001，Ki＝40、Kd1＝25、Kd2＝1，活塞阶跃响应和速度仿真曲线如图4，从中可见系统无超调，但达到稳态值的所用时间大于3s,上升时间较长。
3．1输入输出模块设定在参数模式下打开Export Parameters 对话框，分别设定输入参数、简单输出参数及复合输出参数：设PDF 控制器的三个系数为输入参数；设rod＿displacement(活塞的位移量)、error(输入位置与活塞位移的误差)、errorjifen(误差平方的积分)为简单输出量。
设复合输出量为：max＿rod＿displacement （globmax(abs(restrict(rod＿displacement,0．5,6)－0．2))和objective(表达式：globmax(errorjifen))。
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 ，
Matlab-simulink-PID-Controller-PID控制器
Matlab simulink PID Controller PID控制器模拟连续或离散时间的PID控制器库连续，离散说明在Simulink模型实现一个连续或离散时间控制器（PID，PI，PD，P，I）。
PID控制器的增益是可调的手动或自动方式。
自动调整需要Simulink控制设计软件（PID调谐器或SISO 设计工具）。
PID Controller block块的输出是输入的加权总和的信号，输入信号的积分，和输入信号的导数。
权重比例，积分和微分增益参数。
一阶极点滤波器的微分动作。
PID Controller模块的配置选项包括：控制器的类型（PID，PI，PD，P，或我）控制器形式（并行或理想）时域（连续或离散）初始条件和复位触发输出饱和的限制，并内置抗饱和机制无波动地控制传输的信号跟踪和多回路控制在一个公共执行方式中，PID控制器块的前馈路径中的反馈环路工作：块的输入端通常是一个误差信号，这是一个参考信号和所述系统的输出之间的差异。
对于两个输入的块，允许给定值的加权，请参阅PID Controller (2 DOF)）块。
您可以生成代码来实现你的控制器可以使用任何Simulink的数据类型，包括定点数据类型。
（代码生成需要Simulink编码器软件定点的实现需要定点工具箱）。
对于一些应用程序的PID Controller块的例子来说明，请参阅下面的仿真演示：:使用PID控制器的抗饱和控制手动无波动控制传输和PID控制数据类型支持PID Controller模块接受Simulink软件支持的任何数值数据类型，包括定点数据类型的实际信号。
Simulink文档了解更多信息，请参见Data Types Supported by Simulink参数下表总结了PID Controller 模块参数，访问模块参数对话框。
课题参数Choose controller form and type. 选择控制器形式和类型。
simulink与AMESim联合仿真
Simulink与AMSIM联合仿真的方法虽然随着新材料、电机技术、控制学和先进制造技术等的发展，出现了用以取代目前所依赖的功率液压传动的功率电传技术，但是在现阶段，液压伺服作动系统仍然占据航空作动系统的主导地位。
主要原因是液压伺服作动系统具有其它伺服作动系统无法比拟的优势，具有容易得到大功率输出、高功率/重量比、响应快和低俗特性好的特点。
航空液压作动系统是目前飞机上最成熟的液压作动方式，大多直接采用飞机的中央液压源提供的恒压油，通过（伺服）阀来控制执行机构的双腔流量完成指令动作，精度高、响应快。
航空也要作动系统根据其发展历程一般分为以下四类：液压助力器、电液指令作动器、复合式伺服作动器和直接驱动阀式伺服作动器。
本文将主要对其关键技术进行深入分析，并提出关键技术的解决途径。
1 建模仿真技术由于对航空液压作动系统自身结构比较复杂，对其自身的性能要求比较高，需要满足包括输出载荷、中立位置、额定行程、最大行程、行程余量、额定速度、最大速度、极限载荷、主控阀剪切力、门限、位置精度和滞环等的静态特性，满足包括频率响应和阶跃响应的动态特性，以及稳定性和阻抗特性要求。
银次，在研制航空液压作动系统的过程中，对其进行建模仿真非常重要。
通过仿真，可以对所设计的作动器性能有全面的了解，便于改进和完善设计。
传统的建模仿真分析手短一般采用数学推到加Simulink仿真的方式进行。
Simulink是美国Match Works公司开发的MA TLAB软件的可视化仿真环境，具有丰富的线性/非线性、连续/离散等控制系统仿真功能模块，具备神经网络、模糊控制等一系列先进的智能控制工具箱，非常适合进行航空液压作动系统的建模与分析，但其前提是基于用户建立的数学模型和其自身提供的结构参数化的功能模块。
而这已无法满足现在对仿真高精度和高准确度的要求。
而且Simulink本身没有专门针对液压流体仿真的工具箱，用户使用时要自己建立模型。
AMESim是法国Imagine公司推出的基于功率键合图的液压/机械系统建模、仿真机动力学分析软件，采用图形化的物理建模方式，具有复杂液压元件结构参数化的功能模块，也同样非常适合进行航空液压作动系统的结构参数化建模与分析，但是他的控制系统仿真功能模块相对较少，不具备神经网络、模糊控制等一系列先进的智能控制工具箱。
SIMULINK建模仿真PID控制
实验二PID调节器实验内容：SIMULINK建模仿真学生信息：自动化提交日期：2023年5月28日报告内容：PID调节器一、实验目的1．掌握仿真系统参数设置及子系统封装技术；2．分析PID调节器各参数对系统性能的影响。
二、实验设备1．计算机1台2．MATLAB 7.X软件1套。
三、实验原理说明1．建立新的simulink模块编辑界面，画出如图1所示的模块图。
对应的增益参数分别设为P和I，左击选中全部框图，右击菜单选择“creat subsystem”，变为图2。
图1：图2：2．右击图2中间的框图“Subsystem”，在右击的菜单中选择“Mask Subsystem”，出现下图。
先直接输入disp('PI调节器')，给待封装的子系统命名。
3．选择“Parameters”进行参数设置，点击按钮，添加参数，此参数必须与上文设置的参数对应，否则无效，如下图所示。
4．点击OK，完成子系统的封装。
双击PI调节器模块，出现参数设定对话框如下，可以进行参数调节。
四、实验步骤1．从continue模块集中拉出Derivative、Integrator以及从Math Operations模块集中拉出Gain模块，设计PID调节器，对PID调节器进行封装；2．建立Simulink原理图如下：3．双击PID调节器模块，调整调节器的各参数。
五、实验要求分析调节器各参数对系统性能的影响，撰写实验报告：1．P调节将PID调节器的积分增益和微分增益改为0，使其具有比例调节功能，对系统进行纯比例调节。
调整比例增益（P=0.5，2，5），观察响应曲线的变化。
图1 P=0.5时的阶跃信号及其响应图2 P=2时的阶跃信号及其响应图3 P=5时的阶跃信号及其响应P增大，系统在稳定时的静差减少。
2．PD调节调节器的功能改为比例微分调节，调整参数（P=2，D=0.1，0.5，2，5），观测系统的响应曲线。
图4 P=2，D=0.1时的阶跃信号及其响应图5 P=2，D=0.5时的阶跃信号及其响应图6 P=2，D=2时的阶跃信号及其响应图7 P=2，D=5时的阶跃信号及其响应D增大，系统将会快速收敛，同时系统静差会增大。
基于AMESim和Simulink联合仿真的阀控马达转速控制
收稿日期：2019－07－23基于AMESim 和Simulink 联合仿真的阀控马达转速控制毛雨露（长安大学工程机械学院，西安710000）摘要：为了更好地控制阀控马达系统的转速，运用AMESim 和Simulink 软件建立了阀控液压马达系统的数学模型，并进行联合仿真。
同时对液压马达的调速控制采用参数自整定的模糊自适应PID 控制策略来实现。
仿真结果表明，与传统PID 控制相比，在阀控马达调速系统中，模糊自适应PID 控制策略下的系统响应速度更快，超调量小，抗干扰能力更强，有更好的鲁棒性。
关键词：阀控马达；联合仿真；模糊自适应PID 控制；调速控制中图分类号：TH137文献标志码：A文章编号：1009－9492(2020)02－0093－03Speed Control of Valve-controlled Motor Based on AMESim andSimulink SimulationMAO Yulu（School of Engineering Machinery ，Chang ′an University ，Xi ′an 710000，China ）Abstract:In order to better control the speed of the motor ，the mathematical model of the valve-controlled hydraulic motor system was established byusing the combined simulation of AMESim and Simulink ，and the fuzzy PID control strategy with self-tuning parameters was adopted to realize the speed control of the hydraulic motor.The simulation results show that compared with the traditional PID control ，the system under the fuzzy PIDcontrol strategy has faster response speed ，smaller overshoot ，stronger anti-interference ability and better robustness.Key words:valve-controlled motor ；combined simulation ；fuzzy PID control ；speed controlDOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2020.02.025第49卷第02期Vol.49No.02机电工程技术MECHANICAL &ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOGY毛雨露.基于AMESim 和Simulink 联合仿真的阀控马达转速控制［J ］.机电工程技术，2020，49（02）：93-95.0引言随着液压伺服技术的快速发展，阀控马达系统由于其响应频率高、控制精度准、调节时间短、动态性能好被广泛应用在工程机械领域，尤其是功率小、响应速度快的系统[1]。
(完整版)基于SIMULINK的Fuzzy-PID控制器设计
基于SIMULINK的Fuzzy-PID控制器设计一、基本要求设计一种Fuzzy-PID控制算法，利用MATLAB的SIMULINK进行仿真研究，根据实验结果比较Fuzzy-PID控制算法与普通的PID算法的的抗干扰能力和鲁棒性及动、静态控制精度。
提示：已知某典型工业过程的传递函数为:G(s) =120/(4200s2+170s+1)应用模糊集合理论，建立参数与系统误差和误差变化率之间的二元连续函数关系，并用模糊控制器根据不同的Kp、Ki和Kd误差和误差变化率在线自整定PID参数。
二、理论基础传统的PID线性控制器根据被控对象的不同，适当的调整PID参数，可以获得比较满意的控制效果。
然而，传统PID控制器的线性特性只有在工作点附近才能获得较理想的效果，当偏离工作点较远时，由于控制对象的非线性，系统的性能会变差，甚至不稳定。
而模糊控制方法无需建立被控对象的数学模型，在偏离工作点的区域可明显改善控制的动态性能，同时对噪声也有较强的抑制能力，鲁棒性较好。
但模糊控制器的本质上属于非线性控制方法，消除系统误差的性能较差，难以达到较高控制精度。
单纯采用PID控制和Fuzzy控制都不会取得较好的控制效果，二采用Fuzzy-PID 控制方式是一种较好的控制方法。
它能发挥Fuzzy控制鲁棒性强、动态响应好、上升时间快、超调量小的特点，同时又具有PID控制器的动态跟踪品质和稳态精度。
模糊控制器的基本组成，如图1所示。
图1模糊控制器基本组成模糊控制器主要由模糊化接口、模糊推理、清晰化接口和知识库4部分组成。
模糊化接口的作用是将输入的精确量转化为模糊化量，并用相应的模糊集合来表示。
模糊推理是模糊控制器的核心，它具有模拟人的基于模糊概念的推理能力，该推理过程是基于模糊逻辑中的蕴含关系及推理规则来进行的。
清晰化接口的作用是将模糊推理得到的控制量变换为实际用于控制的精确控制量。
知识库中包含了具体应用领域的知识和要求的控制目标，它通常由数据库和模糊控制规则两部分组成。
基于AMESim的液压位置伺服系统仿真
基于AMESim的液压位置伺服系统仿真
刘丽霞;武建新
【期刊名称】《机械工程与自动化》
【年(卷),期】2012(000)004
【摘要】介绍了AMESim软件及其特点,并应用该软件对四通道静力协调加载系统中的一个通道即液压位置伺服系统进行了模型搭建、参数选择和仿真分析.该系统是一个典型的闭环控制系统,其中包括比例放大和反馈.结果表明,应用AMESim 软件能较好地解决液压系统动态仿真问题.
【总页数】3页(P62-64)
【作者】刘丽霞;武建新
【作者单位】内蒙古工业大学机械学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学机械学院,内蒙古呼和浩特010051
【正文语种】中文
【中图分类】TM921.54+1;TP391.9
【相关文献】
1.基于AMESim／Simulink的液压位置伺服系统仿真 [J], 麦云飞;程奇
2.基于AMESim的液压位置伺服系统动态特性仿真 [J], 江玲玲;张俊俊
3.基于AMESIM和遗传算法的液压位置伺服系统优化设计 [J], 张俊俊;江玲玲
4.基于AMESim的液压位置伺服系统故障仿真 [J], 陈阳国;曾良才;吕敏建
5.基于MATLAB-AMESim的液压缸位置伺服系统辨识方法研究 [J], 麻玉川
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基于AMESim的气动系统建模及仿真技术研究报告
基于AMESim的气动系统建模与仿真技术研究〔版本A〕本文主要容如下(1)推导气体的流量、温度和压力方程。
(2)基于AMESim对普通气动回路进展仿真分析。
并推导气动系统常用元件的数学方程，在此根底上对气动元件及系统进展模型仿真分析。
(3)对气动比例位置系统进展建模与仿真研究，在系统仿真模型根底上进展故障仿真研究。
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根底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根底。
气动元件的构造是十分复杂的，但其中的根本规律和数学描述一般还是比拟清楚的。
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根本环节所组成，比方放气环节、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根本参数：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，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那么，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，根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。
基于AMESim的电子压力机伺服系统的PID控制
万 虎， 罗 宏， 吴亮亮 （ ） 重庆理工大学汽车学院 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ５ ４
Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｐ Ｉ Ｄ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ Ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＭＥ Ｓ ｉ ｍ ｇ ｙ
３ ２ ｓ ＋１ １ ｓ ＋３ ０ ｓ ） Ｇ（ ｓ ＝４ ３ ２ ｓ ＋４ ５ ｓ ＋８ ７ ｓ ＋５ ０ ｓ ＋９ 在讨论伺服系统的控制算法时， 往往对于系统
建立系统的模型 ， 连接各个子模型 ， 并保存模型 。 分配子模型 。 为每个图形模块选取合适的数 ｂ ． 。 学模型 （ 给定合适的模型假设 ） 参数设置 。 每个图形模块设定合理特定的参 ｃ ． 数。 仿真 。 设定仿 真 参 数 ， 运行仿真并分析仿真 ｄ ． 结果 。 系统 Ｐ Ｉ Ｄ 控制模型组成如图 ２ 所示 。
６］ ： 包 含 的 系 列 软 件 有［ ＡＭＥ Ｓ ｉ ｍ， ＡＭＥ Ｓ ｅ ｔ ． ＡＭＥ －
Ｃ ｕ ｓ ｔ ｏ ｍ， ＡＭＥ Ｒ ｕ ｎ．ＡＭＥ Ｓ ｉ ｍ 有 较 为 精 确 的 模 型， 避免了数学建模中的一些误差 。 为了更好的分析系 统的性能 ， 有必要使用 ＡＭＥ Ｓ ｉ ｍ 做一对比分析 。 ２． １ 电子压力机系统的建模 根据电子压力机的结构功能 ， 采用 ＡＭＥ Ｓ ｉ ｍ软 件进行建模 ， 该模型包含的所有子模型均为 ＡＭＥ Ｓ － ｉ ｍ 软件模型库中自带的子模型 。 建模步骤分为 ４ 步 ： 创建草图 。 根 据 电 子 压 力 机 的 结 构 功 能 ， 从 ａ ． ＡＭＥ Ｓ ｉ ｍ 中不同的应用库选取现存的图形模块来
AMESim与MATLAB_Simulink联合仿真接口配置
AMESim—MATLAB（64位）联合仿真设置详细步骤说明：现以AMESimR12、MATLAB2014b为例说明，其他版本类似。
1、版本要求2、辅助软件VS2013若要使用 AMESim 与 Simulink 的接口，则需要在本机安装编译器，高版本软件需要高版本的编译器，这里以VS2013为例设置。
一般推荐先安装VS编译器，然后安装 Matlab，最后安装 AMESim的顺序。
若后安装VS编译器，将VS编译器安装目录下如 D:\ Microsoft Visual Studio 12.0 \VC\bin 目录中的nmake.exe 文件和vcvars32.bat 以及D:\Microsoft Visual Studio 12.0\VC\bin\amd64下的vcvars64.bat（64位版本的MATLAB）文件拷贝至 AMESim 安装目录，如D:\AMESim\v1200下。
3、环境变量设置定义Windows 系统环境变量：1)选择“控制面板－系统”或者在“我的电脑”图标上点右键，选择“属性”；2)在弹出的“系统属性”窗口中选择“高级”页，选择“环境变量”；3)用户变量中添加HOME D:\MATLAB D:\MATLAB\R2014bPath D:\ Microsoft Visual Studio 12.0\Common7\Tools; D:\ Microsoft Visual Studio 12.0\VC\bin; D:\Program Files\MATLAB\R2014b\bin; D:\ProgramFiles\MATLAB\R2014b\bin\win644) 在系统变量中添加在Path 环境变量中加入（以分号与其它已经存在的变量值隔开）路径：Matlab_Root（如 D:\Matlab\R2010a)\bin 和Matlab_Root(如D:\Matlab\R2010a)\bin\win32 ，以及%windir%\System32，其中%windir%指的是 Windows 的安装路径，如 C:\WINNTPath D:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0; D:\AMESim\v1000; D:\AMESim\v1000\win64;D:\AMESim\v1000\sys\mingw32\bin;D:\AMESim\v1000\s ys\mpich\mpd\bin;D:\AMESim\v1000\sys\cgns;%SystemRoot%\system32;%SystemR oot%;%SystemRoot%\System32\Wbem;D: \MATLAB\R2014b\bin\win64;C:\WINDOWS\system32;C:\WINNT （该处很重要一定要添加，而且一定要包含C:\WINDOWS\system32，不然会有引起很多错误）4、AMESim与MATLAB设置启动AMESim并确认 AMESim 使用的是 MS C++编译器。
基于matlabsimulink的pid控制器设计
基于matlabsimulink的pid控制器设计1.引言1.1 概述概述部分：PID控制器是一种常用的控制算法，它通过不断地调整系统的输出来使其尽量接近所期望的目标值。
在工业控制领域，PID控制器被广泛应用于各种工艺过程和自动化系统中。
本文将以MATLAB/Simulink为工具，探讨基于PID控制器的设计方法。
PID控制器以其简单易实现、稳定性好的特点，成为许多控制系统的首选。
在文章的正文部分，我们将对PID控制器的基本原理进行详细介绍，并结合MATLAB/Simulink的应用，展示如何使用这一工具来设计和实现PID控制器。
在控制系统设计中，PID控制器通过测量系统的误差，即期望输出值与实际输出值之间的差异，并根据三个控制参数：比例项（Proportional）、积分项（Integral）和微分项（Derivative）来调整系统的输出。
比例项控制系统的响应速度，积分项消除系统的稳态误差，微分项抑制系统的震荡。
MATLAB/Simulink作为一款功能强大的仿真软件，提供了丰富的控制系统设计工具。
它不仅可以帮助我们直观地理解PID控制器的工作原理，还可以实时地模拟和分析系统的响应。
通过使用MATLAB/Simulink，我们可以轻松地进行PID控制器参数调整、系统性能评估和控制算法的优化。
总之，本文旨在介绍基于MATLAB/Simulink的PID控制器设计方法，通过理论介绍和实例演示，帮助读者深入理解PID控制器的原理和应用，并为读者在实际工程项目中设计和实施PID控制器提供参考。
在结论部分，我们将总结所得结论，并对未来进一步研究的方向进行展望。
文章结构部分的内容可以描述文章的整体架构和各个部分的内容大纲。
以下是对文章1.2部分的内容补充:1.2 文章结构本文主要由以下几个部分构成：第一部分是引言部分，包括概述、文章结构和目的等内容。
在概述中，将简要介绍PID控制器在自动控制领域的重要性和应用背景。
Simulink中系统PID控制调节
动态调节Simulink系统响 应：
12.完成后关闭窗口，会提示是否保存测 试数据。注意：调节模型中的PID系数是 11.在窗口树状图选择SISO Design Task， 一个变量，如何直接关闭模型数据就不会 保存下来，一定要保存得到的数据 在Compensator Editor页，点击Update Simulink Block Parameters更新参数
PID控制实现：
1）离散时间域 2）考虑硬件条件 3）控制算法生成代码
3.在PID Controller的Data Types页，可 以对每个PID参数进行定标处理
4.右击PID Controller，C/C++ Code->Buid This Subsystem生成 PID控制算法对应的c代码，或者生 成S-function进行软件在回路测试
动态调节Simulink系统响 应：
7.在补偿设计窗口选Compensator Editor页选项，可以手动调节PID系 数，完成后点击Update Simulink Block Parameters更新参数
8.在补偿设计窗口选Automated Tuning页选项，可以自动调节最优系 统PID系数，点击Optimize Compensators...开始自动调节
PID控制实现
PID控制实现：
简单仿真系统
PID控制实现：
1）离散时间域 2）考虑硬件条件 3）控制算法生成代码
1.打开PID Controller，点击Discretetime切换到离散域，Sample time根据 实际硬件的采样时间更改
2.同样采用Tune..调节离散域下新的最 优PID参数，系统从原来不稳定变成稳 定
3.点击Select Blocks...选择调节的模块， 完成后点击Tune Blocks进行参数调优
simulink中pid基础知识
simulink中pid基础知识在Simulink中，PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器是一种常用的控制器类型，用于实现闭环控制系统。
PID控制器基于目标值与实际值之间的误差来调整控制系统的输出，以使系统的响应更加稳定和准确。
下面从基础知识的角度来介绍Simulink中的PID控制器。
首先，PID控制器包括比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分。
比例部分通过比较目标值和实际值的差异，产生一个控制输出；积分部分通过积累误差并产生一个控制输出，用于消除静态误差；微分部分通过监测误差变化率来产生一个控制输出，用于抑制系统的振荡和提高系统的响应速度。
在Simulink中，可以通过拖拽PID Controller模块来创建PID控制器。
在PID Controller模块的参数设置中，可以调整比例增益、积分时间和微分时间等参数，以便根据系统的需求来调整PID控制器的性能。
另外，在Simulink中，还可以使用PID Autotuning工具箱来自动调整PID控制器的参数，以实现系统的最佳性能。
PIDAutotuning工具箱利用系统的频率响应和步态响应等信息来自动调整PID控制器的参数，从而简化了参数调整的过程。
除了基本的PID控制器外，Simulink还提供了各种改进和高级的PID控制器模型，如带有饱和和限幅功能的PID控制器、离散时间PID控制器等，以满足不同系统的控制需求。
总的来说，Simulink中的PID控制器提供了丰富的功能和灵活的参数设置，能够帮助工程师快速、准确地设计和调整闭环控制系统，从而实现系统的稳定性和性能优化。
希望这些信息能够帮助你更好地理解Simulink中PID控制器的基础知识。
基于Simulink_AMESim控制系统仿真研究
基于Simulink/AMESim控制系统仿真研究薛 玮(中航工业航空动力控制系统研究所,无锡,214063)摘要:利用基于M A T L A B平台的Simulink和A M ESim软件的各自特点,将用Simulink建立的控制系统模型转化成A M ESim模型,在AM ESim软件中建模仿真,并与Simulink的模型进行对比验证一致性。
关键词:Simulink;M A T L A B;AM ESim;仿真引 言AM ESim是当今世界先进的流体、传动系统和液压/机械系统建模,仿真和动力学分析软件。
基于M ATLAB平台的Sim ulink是动态系统仿真领域中著名的仿真集成环境。
目前在航空发动机控制系统和燃机控制系统中,液压机械系统的仿真基本使用AM ESim平台进行建模仿真,控制系统一般使用M AT LAB/ Simulink进行系统仿真。
但是在M AT LAB/ Simulink下对液压机械系统进行建模和仿真需要做很多简化工作,模型的简化使得仿真结果往往出现较大的误差。
AM Esim-Simulink接口提供了一个使用便捷和行之有效的工具用于将Sim ulink模型转为AM Esim模型,在A MESim平台进行仿真很好的解决了上述的问题。
1 仿真设置(1)确认系统已安装VC++6.0或更高版本(2)在MAT LAB基本环境下输入m ex—setup选择VC++编译器。
(3)将%AM E%\scriping\matlab\amesim 和%AM E%\interface\sl2ame增加到MAT LAB 的路径中如图1和图2所示。
注:%AM E%是指在机器上的AM ESim安装目录。
(4)在AMESim软件中AMESim->tools->o ptions->A MESim Preferences->Compilation/Parametes中设置编译器为VC ++,见图3。
基于AMEsim_Simulink的电液伺服比例控制的同步回路建模与仿真研究
2
同步系统组成及原理
电液伺服比例阀控非对称液压缸同步系统的原 理图如图 1 所示。 两个液压缸的结构和参数完全相同 ， 用电液伺服 比例阀控制， 设定值与速度传感器输出信号的差值作 ， 为阀的控制信号， 系统的控制策略采用“同等方式 ” 即两个同步液压缸同时跟踪设定的理想输出 ， 分别受
收稿日期： 2012 － 04 － 20 作者简介： 于宗振（ 1987 － ） ， 男， 山东临沂人， 在读硕士， 主要从事机电系统控制方面的研究。
2 2 1
2（ 1 + n ） βe A Vt
槡
2 Vt （ 1 + n2 ） β e m
]
的固有频率， 该值可从产品样本提供的伯德图上查 到； ξ sv 为伺服比例阀的阻尼比； 由式 （ 7 ） ～ （ 10 ） 可绘 出对称阀控非对称液压缸位置控制系统方框图如图 2 所示。 由图 2 可求得对称阀控非对称液压缸位置控制
*
（ 3 ） 有些产品为了解决零漂问题， 设置了 第 4 位， 还可实现断电时的安全保护。 伺服比例阀内装放大器， 具有伺服阀的各种特 — — — 、 、 ， 性 零重叠 高精度 高频响 其工作频宽和性能已 达高性能伺服阀， 而成本仅为伺服阀的 1 /3 ， 对油液 清洁度要求比伺服阀低， 工作更可靠， 可用于位置、 压 ［1 ］ 力等要求无零位死区的闭环控制 。 笔者以电液伺服比例阀控非对称液压缸为研究 建立了电液伺服比例阀液压同步控制系统的数 对象， 学模型， 设计了 PID 控制器对同步系统的控制性能进 行优化。并利用 AMESim 和 Simulink 软件对双缸同 步液压系统进行了联合仿真， 仿真结果表明， 采用伺 服比例阀可以实现较高精度的同步控制 。
·机械研究与应用· 2012 年第 3 期 （ 总第 119 期）
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万方数据
应体．传动与揎纠２００９年第４期
Ｇ（ｓ）＝ｉ石２１瓦２３０丽．７２磊
２系统仿真分析
２．１基于ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的控制系统仿真
通过试凑及相关经验，最终确定了ＰＩＤ的各参
数。
令Ｋ产５，Ｋ；－－０，Ｋ卜－－０．４。
系统的仿真模型如图２所
示。
图２ＰＩＤ校正的单位阶跃信号仿真模型
ＰＩＤ校正后的仿真结果见图３，经过０．８ｓ系统才能达到稳定值，最大超调量为６％，且在前期有较大的波动，系统跟踪性能差。
围３ＰＩＤ校正的系统单位阶跃响应
２．２基于ＡＭＥＳｋｎ的控制系统仿真分析
ＡＭＥＳｉｍ有较为精确的模型，避免了数学建模中的一些误差。
为了更好的分析系统的性能，有必要使用ＡＭＥＳｉｍ做一对比分析。
利用两个软件各自的优点，可以有助于更好的了解系统的性能。
根据实际系统建立系统的模型如图４所示。
用到的库有机械库、信号库和控制系统库、气动库嗍。
按照系统的结构设置图４所示模型的各参数。
气缸的主要参数设置：活塞直径为２５ｈｉｍ，气缸行程为Ｏ．７ｍ，活塞初始位置为０．３５ｍ，移动块总质量为ｌｋｇ。
气源温度为３００Ｋ，气源压力为ｏ．８ＭＰａ。
设置图４仿真模型的相关元件特征参数和仿真参数，直接进行仿真即可得到气缸在初始状态下没有经过ＰＩＤ校正的压力曲线，气缸压力曲线如图５所示。
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幽４糸统的ＡＭＥＳ．ｍ模型
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圈５无ＰＩＤ校正的气缸压力曲线
从图５可见，在未用ＰＩＤ校正直接给气缸一个位置输入时其压力的变化是稳定上升的，但其上升过程是非常缓慢的，约３ｓ才达到稳定值。
下面将对上述ＡＭＥＳｉｍ系统采用ＰＩＤ校正。
系统的ＰＩＤ校正模型如图６所示。
圈６系统的ＰＩＤ校正模型
令Ｋｐ＝５，Ｋ；－－－０，Ｋａ：０．４。
对其进行仿真可得气缸在ＰＩＤ校正后的压力图形。
图７是经ＰＩＤ校正后的气缸压力仿真曲线。
八
ｆ＼ｏ～
ｆ……＿……．．
Ｊ
Ｊ
ｆ
『
图７ＰＩＤ校正后的气缸压力曲线
从图７可见气缸压力的上升时间非常短，约为
０．１８。
但是气缸压力有个很明显的超调然后才达到万方数据
万方数据。