基于Matlab／Simulink的高速液压动力系统闭环控制研究

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1、2012年9月机床与液压Sep．2012第40卷第17期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．40No．17DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．17．039基于Matlab／Simulink的高速液压动力系统闭环控制研究王继哲，赵月琴，张士卫(中国空空导弹研究院，河南洛阳471009)摘要：应用于某机械弹射器的高速液压动力系统用于负载的高速弹射，通过设计的闭环控制系统可实现一定范围内的弹射参数控制。在高速液压动力系统设计方案的基础上，运用Matlab／Simulink对控制系统进行了理

2、论分析、建模和仿真。对仿真结果进行分析，找出影响仿真结果的原因，为高速液压动力系统的工程实现提供理论依据。关键词：高速液压动力系统；闭环控制；弹射；Matlab／Simulink软件中图分类号：TH137．9文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)17—134—4ResearchonClosedLoopControlforHigh·speedHydraulicPowerSystemBasedonMatlab／SimulinkWANGJizhe，ZHAOYueqin，ZHANGShiwei(ChinaAirtoAirM

3、issileResearchInstitute，LuoyangHenan471009，China)Abstract：High—speedhydraulicpowersystemappliedinsomemechanicalejectorisusedtolauchloadfastly．Bythedesignedclosedloopcontrolsystem，ejectionparameterswerecontrolledwithinacertainrange．Matlab／Simulinkwasappliedtoconductthe

4、o-reticatanalysis，modelingandsimulationofthecontrolsystembasedonhish—speedhydraulicpowersystemdesignscheme．Thesimu—lationresultswereanalyzedandthereasonswerefound．Itprovidestheoreticalbasisfortheengineeringrealizationofhigh—speedhy—draulicpowersystem．Keywords：High—spe

5、edhydraulicpowersystem；Closedcontrol；Ejeetion；Matlab／Simulinksoftware由于液压伺服系统具有独特的优点，因此被广泛地应用于各工业部门。但随着科学技术的发展，对液压伺服系统的要求也越来越高，特别是要求其具有很高的静态精度和响应速度，以及很强的抗干扰能力。作者利用DSP数字处理器的高速性和新型2D数字阀良好的动态性能，设计了应用于某机械弹射器的高速液压动力系统，目的是实现负载运动参数即垂直一一-一一一·一回一一一_一_一一··速度和转角速度在一定范围内的动态调控。为了保

6、证l—前柱塞缸2、4—伺服阀卜高压气缸5一后柱塞缸6、7—位移传感器系统具有良好的动态性能，对负载进行闭环控制，并图1高速液压动力系统利用Matlab／Simulink对系统进行仿真，得到了系统系统工作流程图如图2所示。根据图2可知需对在高速下的运动学特性。系统5个部分进行数学建模：(1)高压气体作用产1机构动力系统设计方案及系统数学模型生的油液压力；(2)DSP控制伺服阀开口以及伺服系统设计方案如图1所示。阀的动态性能；(3)油液通过阀口的流量；(4)油系统工作原理如下：高压气缸3左侧弹簧腔充满液的连续性；(5)在油液压力的作用

7、下，油液推动液压油，右腔充满了高压气体；两柱塞缸1、5内装活塞、负载运动。位移传感器6、7。高压气缸3内高压气体驱动活塞使弹簧腔内油液压力瞬时升高，2D数字伺服阀⋯2、4分别控制进入两柱塞缸1、5的流量，使前柱塞缸伸出行程大于后柱塞缸，行程通过内置位移传感器反图2高速液压动力系统工作流程图馈并控制伺服阀开度。弹射后，通过弹簧力使前后柱1．1油源压力塞缸和高压气缸回初始位置。由于高压气体作用产生的压力p对时间的变化收稿日期：2011—08—30作者简介：王继哲(1987一)，男，硕士研究生，现从事液压控制方面的研究。E—mail：w

8、angjizhe051956@163．com。第l7期王继哲等：基于Matlab／Simulink的高速液压动力系统闭环控制研究‘135·情况没有准确的表达式，用下列二次函数近似表示：一一)‘+㈩KxK,{Vsx其中：P为油液平均压力；y：(6)t