基于ADAMS的自动装填系统举升机构液压系统仿真与闭环控制

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1、2015年7月机床与液压Ju1．2015第43卷第l3期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．43No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．13．018基于ADAMS的自动装填系统举升机构液压系统仿真与闭环控制王晓燕，陈龙淼，徐亚栋，蒋清山(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：以某大I：1径火炮自动装填系统弹丸举升机构为研究对象，建立了驱动源来自于液压动力的系统模型。为解决大惯量负载在快速提升过程中存在的振动和冲击问题，利用ADAMS提供的控制工具包设计了PD闭环控

2、制并对其参数进行了整定。仿真结果表明：弹丸举升机构在液压缸的驱动和PD控制下，可以完成工作过程中的主要动作，工作可靠平稳关键词：火炮；自动装填系统；举升机构；液压系统；PD控制中图分类号：TJ303+．3文献标志码：A文章编号：1001—3881(2015)13一o75—3SimulationandClosed—loopControlofElevatingConveyerofAutomaticLoadingSystemBasedonADAMSModuleWANGXiaoyan，CHENLongmiao，XUYadong，JIANGQ

3、ingshan(SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScience&Technology，NanjingJiangsu210094，China)Abstract：Takingtheelevatingconveyerofautomaticloadingsysteminthelargecaliberartilleryasobject，ADAMSwasusedtodesignthemodel，whichmotivityissuppliedbyhydraulicsystem．PD

4、closed—loopcontrolwasdesignedbycontrolboxinADAMStosolvethevibrationquestionintheworkingprocessofloadwhichisbiginertia．TheresultsshowthattheelevatingconveyercanexecutethemajoractionunderthedrivingofhydrauliccylinderandPDcontrol，itworksreliablyandsmoothly．Keywords：Artill

5、ery；Automaticloadingsystem；Elevatingconveyer；Hydraulicsystem；PDcontrol0前言制系统都有很好的动态响应。某大口径火炮弹丸举升机构是火炮自动装填系统1举升机构模型的建立的关键组成部分，其主要功能是利用液压驱动将弹丸1．1举升机构的结构功能快速提升至指定位置。但由于弹丸的质量较大，在快图1为举升机构的原理图。举升机构是左右对称速提升的过程中容易引起较大的冲击和振动，从而影分布的平面5连杆机构，连杆1和连杆2为铰接。举响弹丸装填的可靠性和一致性。因此，研究举升机构升机构的

6、驱动源来自于液压系统。该液压系统设计有在提升过程中的运动特性并选择合理的控制参数显得两个油缸，分别为举升油缸和平衡油缸，两个油缸左尤为重要。右呈对称分布。液压系统通过伺服阀控制举升油缸来文献[1]建立了液压系统虚拟样机并探讨仿真推动连杆运动，从而将弹丸M提升至指定位置。分析的方法，给出液压破碎机工作装置斗杆液压举升系统虚拟样机的一个分析实例。文献[2]以电液位M置控制系统为例，研究了Hydraulics模块建模与仿真问题，并通过与Matlab环境下的仿真结果对比，表明用Hydraulics模块进行液压控制系统性能仿真的有效性。文献[

7、3]利用ADAMS建立了输送臂机械模型和液压仿真模块，并在Simulink环境下建立了输送臂的控制模型。文献[4]提出了基于位移反馈的五驱动缸主动平衡系统，结合PID和模糊控制，实现了输出量对比例流量阀阀芯的控制。文献[5]提出了一种改进的鲁棒PID整定方法，从而避免了陷入保守性，使在命令输入和负载干扰发生阶跃变化时控图1举升机构原理图收稿日期：2014-05-16作者简介：王晓燕(1988一)，女，硕士研究生，研究方向为机械仿真、控制和优化设计。E-mail：737800061@qq．coln。·76·机床与液压第43卷假定举升机

8、构为刚体，其在受力过程中不会产生0．3，1)，伺服阀阀芯在0．3S时完全开启。仿真变形。因此油缸的运动状态可以反应举升机构的运动运行，油缸的位移曲线如图4所示，从图中可知其运状态，同样油缸的速度和位移就可以代表弹丸在举升行不平稳且在运