基于Simulink的冲床液压系统建模与仿真

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1、2012年12月机床与液压Dec．2012第40卷第23期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．40No．23DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．23．043基于Simulink的冲床液压系统建模与仿真赵新泽，汪杰，彭巍(三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室，湖北宜昌443002)摘要：以某三腔复合缸冲床液压系统为研究对象，建立该液压系统的数学模型，采用MATLAB的Simulink模块进行系统建模，并在不同参数条件下对系统的动态特性进行仿真分析。结果表明：该液压系统能对负载作出快速响应，稳定性好，泵的排量、负载力、负载质量、油液弹性

2、模量等参数对其动态性能有一定的影响。研究结论为冲床液压系统的参数优化提供了一定的理论依据。关键词：冲床液压系统；三腔复合缸；Simulink仿真；动态特性中图分类号：V233．91文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)23—161—3ModelingandSimulationforPunchHydraulicSystemBasedonSimulinkZHA0Xinze，WANGJie，PENGWei(HubeiKeyLaboratoryofHydroelectricMachineryDesign&Maintenance，ChinaThreeGorgesUniversity，

3、YichangHubei443002，China)Abstract：Thema~ematieMmodelofpunchhydraulicsystemwassetup．ThesimulationmodelofthehydraulicsystemwasbuiltbasedonMATLAB／Simulink．Thedynamicperformancesofthehydraulicsystemunderdifferentparamete~weresimulated．Theresultsindicatethattheparamete~，suchaspumpdischargecapacity，load

4、bearing，loadqualityandtheoilelasticmodulus，havecer。taineffectonthedynamicperformanceofthehydraulicsystem．Theconclusionsprovidetheoreticalbasisfortheparametersoptimizationofthepunchhydraulicsystem．Keywords：Punchhydraulicsystem；Threecavitycompositecylinder；Simulinksimulation；Dynamicperformance液压冲床主要

5、用于工件的冲压加工，与机械式冲经阀4、7进B腔，一路经阀3、5进c腔；A腔油经床相比，其液压系统具有运动平稳、易调速、行程可阀4接油箱；压力油作用面积为B腔和C腔之和，活控、冲压力可调、易实现过载保护、振动低、噪声小塞杆驱动滑块以较大推力慢速下降，实现冲压加工；等优点，被广泛应用于金属加工行业。但是，随着工业技术的不断进步和发展，对冲床液压系统的稳定性、精确性、快速性、可靠性等方面提出了更高的要求；与此同时，计算机仿真技术的飞速发展为冲床液压系统的动态特性分析和动态设计提供了可能。而MATLAB软件中的Simulink模块是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，被广泛应用于液压系统的

6、仿真研究。作者以某冲床液压系统为研究对象，建立各液压元件的数学模型，采用Simulink模块对液压系统进行建模，并对其动态特性进行仿真分析。1冲床液压系统的工作原理某冲床液压系统的工作原理图如图1所示。该冲床的滑块由液压缸驱动，实现的工作循环为快进一冲压一快退停止。(1)快进时，电磁铁1YA和3YA通电，泵1压图1冲床液压系统原理图力油经阀3、5进人液压缸C腔；A腔油一路经阀6进B腔，多余油进c腔；三腔相通，形成差动连接，(3)快退时，电磁铁3YA通电、1YA和2YA失实现快进；电，泵1压力油经阀3、4进A腔；B腔油经阀6进(2)冲剪时，电磁铁均通电，泵1压力油一路A腔；c腔油经阀5接油箱

7、；A、B腔形成差动连接，收稿日期：2011—11—17作者简介：赵新泽(1964一)，男，博士，教授，主要研究方向为液压传动及摩擦学。E—mail：x~hao@ctgu．edu．ca。·162·机床与液压第40卷实现快退；A，，进、出口油压分别为P、P，控制腔压力P，，则(4)停止时，电磁铁均失电，泵1压力油经阀二通插装阀的特性方程为：3、阀2先导口、阀9接油箱，泵卸荷。p1Al一0一p3A3>02冲床液压系统各元件数学