电液伺服加载试验系统仿真研究.pdf

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1、HydraulicsPneumatics＆Seals／No．O6．2014doi：10．3969／j．issn．1008-0813．2014．06．006电液伺服加载试验系统仿真研究刘博，王晓晖，杨志鹏，张静，侯京锋(北京强度环境研究所，北京100076)摘要：介绍电液伺服加载试验系统的的工作原理，利用功率键合图建立系统的阀控非对称作动器及负载数学模型．并采用AMESim软件对系统进行了仿真研究，经试验验证比照，证明所建立模型的正确性。针对加载系统位控一力控模式切换环节．设计位控一力控并联控制器，使用AMESim和MATLAB软件建立联合仿真模型，仿真分析证明通过采用

2、控制电流平滑切换模块可以有效抑制切换过程的冲击现象，避免过试验情况的发生，提高了加载系统的安全性。关键词：电液伺服；位置控制；力控制；模式切换中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1008—0813(2014)06—0021—05SimulationAnalysisofElectrohydraulicServoLoadingSystemLIUBo，WANGXiao—hui，YANGZhi-peng，ZHANG．ring，HOU~ng-feng(BeijingInstituteofStructureandEnvironment，Beijing100076，Chi

3、na)Abstract：TheworkprincipleofElectrohydraulicServoLoadingSystemisbrieflyintroduced，andthemathmodelisderivedbythewayofbondgraph．SimulationstudyiscaryoutbyusingAMESim，andthemodelisprovedtobecorrectbycomparingtheresultwiththetest．Focusontheprocessofpositionandforcecontrolconversion，aparal

4、lelcontrollerofthepositionandforcetransformisdesigned，andthemoduleofsmoothlyswitchcanrestrainthephenomenonofimpactduringthetransformisprovedbythecombinedsimulationusingAMESimandMATlabsimultaneously，andalsocanimprovethesecurityofsystem．Keywords：electro-hydraulicservo；positioncontrol；forc

5、econtrol；modelswitch0引言设定加载谱完成一次加载试验：但是．在试验准备或结束阶段．需要对力传感器和联接杆的销轴进行插拔操空间站、载人登月、无人火星探测、载人登火和空作，以实现作动器与加力帽的联接．此时，需要系统采间太阳能电站等重大航天工程项目的开展对火箭的运用位控模式。因此，进行一次加载试验，系统至少进行载能力不断提出更高的要求重型运载火箭的发展势一次位控转力控和一次力控转位控的操作必对大型构件的结构设计提出更加苛刻的要求．为尽本文设计一种位控一力控转换控制策略．在采用功可能减轻结构重量同时保证结构的强度、刚度和稳定率键合图建立的电液伺服加载试验系

6、统数学模型基础性．需要在地面对结构进行大量的试验考核。因此，安上．进行仿真及试验分析。全可靠且技术先进的电液伺服加载试验系统是重型运载火箭研制保障的一项重要设备2系统数学模型1系统工作原理电液伺服加载系统的物理模型可简化抽象为图1所示原理模型．本节采用功率键合图建立电液伺服加电液伺服加载试验系统采用作动器和伺服阀作为载试验系统的阀控非对称作动器及负载数学模型力加载执行机构．伺服控制器输出控制指令调节伺服阀阀芯开度，控制进入液压缸两腔的油液，同时，采用力传感器和位置传感器作为反馈信号．可在力控工作模式和位控工作模式切换。实现不同的控制要求。电液伺服加载试验系统加载过程采

7、用力控模式．控制回路采用力传感器信号作为反馈信号．通过跟踪收稿日期：2014—04—18作者简介：刘博(1983一)，男，河北邯郸人，工程师，硕士，研究方向为机电一体化。图1简化系统原理图21——作动器z端力，N；——作动器输出力，N。△Q=Qy-Q(5)aQ=Q,a-Q(6)2．2伺服阀模型采用功率键合图建立伺服阀模型基于如下几方面考虑：①阀芯是匹配且对称的；②~-心I-I--节流边无1ill角；③接受外部信号产生成比例的位移。伺服阀功率键合图模型如图3所示。f△QsvY耶蚩oRsy(Xv)；pe=I。)＼＼△pp5,oze下／垒iI伺服阀输人口为