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基于AMESim的气动系统建模与仿真技术研究（版本A）本文主要内容如下(1)推导气体的流量、温度和压力方程。
(2)基于AMESim对普通气动回路进行仿真分析。
并推导气动系统常用元件的数学方程，在此基础上对气动元件及系统进行模型仿真分析。
(3)对气动比例位置系统进行建模与仿真研究，在系统仿真模型基础上进行故障仿真研究。
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基础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基础。
气动元件的结构是十分复杂的，但其中的基本规律和数学描述一般还是比较清楚的。
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基本环节所组成，比如放气环节、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基本参数：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张，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则，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，基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。
智者论道智库时代 ·241·减压阀是机车空气管路系统的重要部件，本文利用AMESim 软件对减压阀进行建模并仿真分析，得到减压阀各关键参数的最优取值范围，为减压阀的选型提供依据。
一、减压阀结构及工作原理图1为减压阀结构原理图[1]。
如图所示，初始状态时，低压腔室p2中无压力，调压弹簧2推动膜片4和阀杆5下移，阀杆5再推动阀芯7下移，阀口打开，此时高压腔室p1中压力空气输入到低压腔室p2中。
低压腔室p2压力逐渐上升，同时经阻尼孔6流向膜片4下表面腔室。
当膜片4下表面气体向上推力F2等于调压弹簧向下推力F1时，阀芯7在复位弹簧8的作用下向上移动，阀口关闭，高压腔室p1中压力空气输入到低压腔室p2中的通道关闭，低压腔室p2中的气压不再上升，此时低压腔室p2中即有稳定压力输出。
通过调节调压弹簧2、3的预紧力，即可调节减压阀的输出压力[2]。
图1 直动式减压阀结构原理图1、手柄；2、调压弹簧；3、溢流阀；4、膜片；5、阀杆；6、阻尼孔；7、阀芯；8、复位弹簧二、减压阀AMESim 模型建立A M E S i m (A d v a n c e d M o d e l i n g Environment for performing Simulationof engineering systems)为多学科领域复杂系统建模仿真平台。
用户可以在这个单一平台上建立复杂的多学科领域的系统模型，并在此基础上进行仿真计算和深入分析，也可以在这个平台上研究任何元件或系统的稳态和动态性能。
AMESim 软件采用基于物理化图形建模方法，因此对于气动减压阀来说，利用AMESim 软件建模仿真更加方便与准确[3]。
减压阀的AMESim 模型如图2。
调压弹簧3推动阀芯质量块5向右移动，阀芯6打开，高压腔室9内压力空气通过阀口进入低压腔室12中，进一步经过阻尼孔11进入膜片下腔室10。
当膜片下腔室10中压力作用在膜片上推力F2等于调压弹簧3对膜片下推力F1时，阀芯6向左移动，阀口关闭，高压腔室9中压力空气通向低压腔室12的通道关闭，低压腔室12中压力稳定在设定压力值。
基于AMESim 的WP2000电控喷油泵用阻尼出油阀结构优化设计薛莹莹成都威特电喷有限责任公司,四川 成都 611731摘要：针对WP2000电控喷油泵喷油量波动大的现象，应用AMESim 软件对阻尼出油阀进行建模，并比较分析了出油阀阻尼孔直径，升程，弹簧预紧力对喷射的影响，对出油阀结构进行优化设计，WP2000电控喷油泵使用优化后的出油阀循环喷油量的一致性得到明显改善。
关键词：电控喷油泵；出油阀；AMESim；优化设计引言WP2000电控喷油泵是成都威特电喷公司为满足车用柴油机达欧3排放法规而设计的一种具有高喷射压力的直列泵，最高喷射压力达到130MPa ，柴油机最高转速为2600rpm ，高喷射压力与高转速将导致二次喷射及气穴现象出现的可能，对循环喷油量的一致性影响非常大，阻尼出油阀的应用将是避免二次喷射及气穴的有效手段。
但是阻尼孔直径，出油阀升程，回位弹簧预紧力参数的选择不恰当也会对喷射系统造成不利的影响，本文对阻尼出油阀进行了建模，并对以上参数进行比较分析计算，从比较结果来看，使用优化设计后的阻尼出油阀，循环喷油量一致性得到明显改善。
AEMSim 是法国IMAGINE 公司于1995年推出的一种基于键合图的高级系统建模、仿真及动态性能分析软件。
利用该软件，可实现在统一的平台上进行机械、液压、气动、热、电和磁等物理领域多学科的系统工程的建模，并具有动态、稳态、间断以及批处理等多种仿真运行模式。
AMESim 内嵌了17种算法，仿真计算时间可自动变步长、变算法，经济高效地提高了仿真精度。
用户只需要通过图形用户界面来进行建模，不需要编写任何程序代码，就可完成上述领域的ISO 图标简单直观的多端口框图连接，上手较快。
AMESim 还可与Matlab 、Admas 等软件进行联合仿真，这样可充分发挥每个软件的优势。
1 阻尼出油阀的结构和工作原理阻尼出油阀是在等容阀的基础上工作的，在高的喷射压力条件下，单一的等容阀在喷油嘴关闭后由于有较高反射波的存在，容易产生气穴现象，循环喷油量产生波动，并且加快磨损，同时反射波容易引起二次喷射，导致柴油机性能恶化。
基于AMEsim的液压系统建模与仿真液压系统是工程中常见的一种动力传输系统，它通过液压传动来实现力的传递和执行机构的动作控制。
液压系统具有传动效率高、传动力矩大、动作平稳、反应灵敏等优点，因此在机械制造、航空航天、船舶、石油化工、建筑工程等领域得到了广泛应用。
为了更好地设计和优化液压系统，工程师们常常需要对液压系统进行建模与仿真分析。
AMEsim是一种基于物理的系统级建模和仿真软件，可以用来对复杂的液压系统进行建模与仿真。
它能够快速准确地模拟液压系统的动态特性，并通过仿真分析系统的运行状态、性能和参数变化对系统进行优化。
本文将介绍使用AMEsim对液压系统进行建模与仿真的步骤和方法。
一、液压系统建模1.系统结构设计在进行液压系统建模前，需要根据实际应用场景设计系统的结构和组成。
液压系统通常包括液压源、执行元件、控制元件和辅助元件等部分。
液压源一般由油箱、泵和电动机组成，用于产生液压能。
执行元件包括液压缸、液压马达等，用于产生力和运动。
控制元件包括阀门、液压控制阀等，用于控制液压系统的动作和方向。
辅助元件包括滤油器、冷却器等，用于保护和维护液压系统。
在建模时，需要将这些部分进行合理的组织和连接。
2.建立物理模型在AMEsim中，可以通过图形化界面来建立液压系统的物理模型。
首先需要选择合适的元件模型，并将其拖放到系统工作区中。
可以选择液压缸、液压马达、液压泵、油箱、阀门等元件模型。
然后通过连接线将这些元件连接在一起，形成完整的系统结构。
在建立连接时，需要考虑元件之间的流动方向和控制信号的传递。
3.设定参数和初始条件建立物理模型后，需要对各个元件的参数进行设定。
这些参数包括液压源的功率、泵的流量和压力、执行元件的有效面积和行程、控制阀的开启和关闭时间等。
还需要对系统的初始条件进行设定，如油箱中的油液初始压力和温度等。
完成系统的物理建模后，就可以进行仿真分析。
在AMEsim中，可以通过设置仿真时程和控制信号来对系统进行仿真。
0引言节流阀调速回路常见的有3种,即进油路节流调速回路、旁油路节流调速回路及回油路节流调速回路。
这3种回路都存在着相同的问题,即当节流口调定时,通过它的流量受工作负载变化的影响,不能保持执行元件运动速度的稳定。
因此这3种回路只适用于负载变化不大和速度稳定性要求不高的场合。
在负载变化较大而又要求速度稳定时,就要采用压力补偿的办法来保证节流阀前后压力差不变,从而使流量稳定。
本文介绍了在节流阀前面串接一个定差减压阀来使流量稳定的方法,即定差减压阀和节流阀串接构成一个调速阀,由减压阀保持节流阀前后压力差不变。
1二通流量控制阀工作原理由图1可知,液压泵输出的液压油的压力为P 1,P 1由溢流阀调定并维持恒定,流经减压阀到节流阀前的压力为P 2,节流阀后的压力为P 3,节流阀前后的压力油分别作用在减压阀阀芯的两端。
当液压缸在某一负载下工作时,减压阀3的阀芯处于某一平衡位置,若负载增加,则P 3升高,减压阀右端弹簧腔的压力也相应升高,阀芯向左移动,溢流开口增大,溢流阻力减小,使泵的供油压力P 2也随之增大,从而基于AMESim 的二通流量控制阀的建模及仿真郝永波（辽宁轨道交通职业学院，辽宁沈阳110023）摘要：在液压领域，二通流量控制阀是一种压力补偿型节流阀，它是在节流阀前面串接一个定差减压阀，使油液先经过减压阀产生一次压力降，并利用减压阀阀芯的自动调节，使节流阀前后压差保持不变。
从而保持通过节流阀的流量恒定，即能保持执行元件速度稳定。
利用AMESim 软件构建了二通流量控制阀的仿真模型，仿真结果表明，二通流量控制阀具有流量稳定的特点，仿真结果也为二通流量控制阀的设计和参数选取提供了依据。
关键词:二通流量控制阀；AMESim ；仿真Modeling and Simulation Based on AMESim for Two-way Flow Control ValveH ao Y on gbo(D ep artm ent of M ech anical E ngineerin g ,G uidaojiaotong P olytech nic I nstitute ,Sh en yang 110023,C h in a )Abstract :I n th e h yd raulic field ,two-way flow control valve is a p ressure com p ensatin g th rottle valve,wh ich is conn ected in series with a constant differential p ressure relief valve in front of th e th rottle valve,so that the oil first p asses th rou gh th e p ressure relief valve to produ ce a p ressu re d rop ,an d uses th e au tom atic ad ju st-m ent of th e p ressure relief valve core to k eep the p ressu re d ifference b etween th e fron t and back of the th rot-tle valve u n chan ged.T h us,th e flow th rou gh th e th rottle valve can be k ept constan t,th at is,th e sp eed of the actu ator can be m ain tained stab le.I n th is pap er,th e sim u lation m od el of two-way flow control valve is bu ilt by u sing A M E Sim software.T h e sim u lation resu lts sh ow th at th e two-way flow con trol valve has th e charac-teristics of flow stability.T h e sim u lation resu lts also p rovid e a basis for the design and p aram eter selection of two-way flow con trol valve.Key words :two way flow con trol valve;A M E Sim ;sim ulationAgricultural Equipment &TechnologyVol.45№.3Jun .2019第45卷第3期2019年6月农业装备技术使节流阀前后压差ΔP(P3-P2)基本保持不变;若负载减小,则P3减小,减压阀右端弹簧腔的压力也相应减小,阀芯向右移动,溢流开口减小,溢流阻力增大,泵的供油压力P2也随之减小,节流阀前后压差ΔP(P3-P2)仍然保持不变。
一种基于amesim的燃料电池空气系统建模仿
真方法
燃料电池空气系统是燃料电池车辆中的一个重要模块，对于其性
能的模拟与优化显得尤为重要。
本文将介绍基于AMESim的燃料电池空
气系统建模仿真方法。
第一步：收集数据
在建模仿真前，我们需要对燃料电池空气系统的各项参数进行收集。
这些参数包括但不限于环境温度、空气流量、压力调节器输出压力、
燃料电池输出电压电流等。
第二步：构建模型
在收集完所需参数后，我们可以开始构建模型。
在AMESim软件中选择
空气系统组件，添加必要的元件并连接，包括压缩机、氢气电化池、
氧气电化池等。
在每个元件中设置收集的参数，构建出一个可行的空
气系统模型。
第三步：仿真
在构建出模型后，我们可以通过AMESim的仿真功能来验证模型的效果。
我们可以根据实测数据来输入仿真数据，并观察其输出结果。
如果输
出结果符合我们的预期，那么就意味着我们的模型构建成功。
第四步：优化
如果模型的仿真结果与实验结果不符，我们需要对其进行优化。
在优
化过程中，我们需要分析模型中各元件之间的相互关系，从而尝试找
到问题所在并解决之。
总而言之，基于AMESim的燃料电池空气系统建模仿真方法可用
于模拟并优化燃料电池车辆中的空气系统模块，从而提高燃料电池车
辆的性能和稳定性。
10.16638/ki.1671-7988.2017.13.041基于AMESim的电磁阀性能仿真郑海兵，黄光颖，彭帮亮（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：文章介绍一种有限元与一维仿真相结合的仿真方案，对电磁阀磁头结构进行磁场建模仿真，对阀体结构进行CFD流场仿真，在AMESim中建立完整的电磁阀模型，导入电磁头特性数据，并用流量-压力降等特性数据进行阀体参数标定，AMESim模型可以进行PI、滞环、响应等性能研究及dither控制参数探索。
关键词：dither；电磁阀；AMESim中图分类号：U463.6 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)13-120-03The simulation of solenoid valve based on AMESimZheng Haibing, Huang Guangyin, Peng Bangliang( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )Abstract: Using finite element analysis software combined with one-dimensional simulation software simulation analysis of solenoid valve performance.The finite element analysis software is used to simulate the magnetic field of magnetic head of the solenoid valve and analyze the CFD floe field of the valve body. Set up the complete solenoid valve model in AMESim of one-dimensional simulation software, import characteristics data of magnetic head to the mole and calibrate parameters of the valve body using flow-pressure drop and other the characteristics data.So as to further study the influence of dither on PI, hysteresis and response of solenoid valve.Key words: solenoid valve; AMESim; ditherCLC NO.: U463.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)13-120-03引言目前绝大多的液压控制系统中都应用电磁阀作为系统的关键控制元件，而电磁阀作为液压控制系统中非常重要的控制元件，其性能的优劣直接到关系液压系统的响应速度，执行器动作过程的控制精度，对液压系统的性能表现有至关重要的影响。
基于AMESim的天然气管道紧急截断阀控制器仿真及性能实测王江萍; 张敏【期刊名称】《《西安石油大学学报（自然科学版）》》【年(卷),期】2019(034)006【总页数】5页(P98-102)【关键词】天然气管道; 紧急截断阀控制器; AMESim软件; 液压系统仿真【作者】王江萍; 张敏【作者单位】西安石油大学机械工程学院陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TE88; TH137引言天然气在输气管道内长距离运输过程中，存在油气化学腐蚀、第三方干预以及管道爆裂等管道泄漏的安全问题。
因此，对天然气长输管道输送中泄漏的及时高效遏制至关重要[1]。
多功能天然气管道紧急截断阀控制器自动保护装置，在长输输气管道下端的失压情况下，靠自身的液压结构可及时截断下游气源，实现在无电源情况下机械坐封保护管道，保证油田工作人员安全，降低经济损失。
本文利用基于键合图理论的多领域系统模型AMESim虚拟仿真软件[2-4]，研究天然气管道紧急截断阀控制器工作时的截断性能，建立控制器阀芯运动的物理-数学模型，对装置的可靠性进行分析。
1 天然气管道紧急截断阀控制器模型的建立为了模拟实际工况的高压场区的安全生产，采用AMESim软件对控制器进行仿真[5]。
AMESim软件能够完成图形化开发及工程系统建模、仿真和动态性能分析。
天然气管道紧急截断阀控制器主要是基于AMESim软件中的机械库、控制库、液压库以及液压元件设计库建立工程系统模型，通过设置天然气管道紧急截断阀控制器液压动力机构的参数值，量化影响该控制器的运动因素，为其结构设计提供有效数据。
在AMESim的草图模式下，根据天然气管道紧急截断阀控制器的高压实验原理，运用液压库、液压元件设计库和机械库搭建工程系统模型，进行有效系统性能仿真。
天然气管道紧急截断阀控制器仿真模型如图 1所示，它由活塞控制阀门模型、二位四通连接阀门模型、手动复位阀门模型这3个子模型组成。
图1 天然气管道紧急截断阀控制器系统模型Fig.1 Model of emergency cut-off valve controller system for natural gas pipeline天然气管道紧急截断阀控制器安装在天然气管道上，在其非工作状态下，活塞控制阀门利用长输管道内气源(压力源)进入活塞控制阀门的活塞腔体内，通过活塞杆推动等效质量块(活塞阀芯、二位四通连接阀芯)挤压弹簧，使得内部弹簧压缩向左运动，从而带动二位四通连接阀门向左运动。
基于AMEsim 的正开口四边滑阀的压力—流量特性仿真一、理想正开口四边滑阀静态特性原理如图1所示，当阀芯在阀套中间位置时，四个节流窗口有相同的正开口量U ，并规定阀是在正开口的范围内工作，即U x v ≤。
假设阀是匹配对称的，当阀芯按图示方向位移v x 时，有)(31v x U W A A -==)(42v x U W A A +==图1-正开口四边滑阀再由负载流量公式：)(11)(12L s L s p p d p p d L A C A C q +--=ρρ （1）将上面两式带入（1）式，可得正开口四边滑阀的压力—流量特性方程： )(1)(1)()(L s L s p p v d p p v d L x U W C x U W C q +---+=ρρ （2）将（2）式变换为：s Ls Lp p v p p v s d L U x U x p WU C q +---+=11)1()1(ρ由此得无因次压力—流量方程L v L v L p x p xq +---+=1)1(1)1( （3）式中L q —无因次负载流量，ρs d L L p WU C q q =；L p —无因次负载压力，s L L p p p =； v x —无因次阀芯位移，U x x v v =。
无因次压力—流量特性曲线如图2所示。
正开口四边滑阀是比较理想的线性元件，这是四个桥臂高度对称的结果。
在正开口区域以外，由于同一时刻只有两个节流窗口起控制作用，其压力—流量特性和零开口阀是一样的。
图2-正开口四边滑阀的压力-流量曲线 二、AMESim 仿真1.AMESim 建模系统由一个恒压源，可变节流阀，位移传感器，压力传感器，以及一些信号运算符等组成，如图1所示。
在四边滑阀左边输入一个线性位移，并对其进行批参数设置。
通过压力传感器和位移传感器把仿真过程中获得的信号通过信号运算，即把公式（2）运用信号运算符表达出来，最后对其进行归一化处理，其归一化参考公式（3）进行编写。
