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阀控液压马达速度伺服系统仿真分析引言阀控液压马达速度伺服系统的负载具有较大的惯性和很小的阻尼，其传递函数常可近似由一对实部为零的极点组成，并有很低的动态响应，由于负载处在系统的闭环之中，所以它对阀控液压马达的动态品质有很大的影响。
此外，系统的负载常是可变的，系统设计只能针对一种特定负载，负载一旦改变，系统的动态品质就会变坏，有时甚至失去稳定性，严重的影响了伺服系统的跟踪性能。
本文主要针对干扰力矩对系统的影响，利用结构不变性原理，消除干扰力矩对系统的影响，同时利用PID 控制理论来提高系统的动态性能。
1 阀控液压马达速度伺服系统模型建立阀控液压马达速度伺服系统的结构如图1所示。
液压马达的力矩方程为：fm m s l m T G s C J P +++=θ)(D （1）负载流量方程为：l em m l tm l sP Vs D P C βθ4Q +== （2）伺服阀的线性流量方程为：L p x l P K x k Q -= （3）电液伺服阀近似看成二阶振荡环节：122^2^)()(++=s S K s i s x svsvsv svv ωξω （4） 伺服放大器输出电流ΔI 与输入电压Ue 近似成正比，其传递函数可用伺服放大器增益Ka 表示：错误!未指定书签。
但通常的速度控制系统采用积分放大器，对原系统加以校正才能稳定工作。
校正后的积分放大器增益Ka 表示为：测速机速度传感器（测速机）的数学模型为：错误!未指定书签。
在上述公式中：v x 为电液伺服阀阀芯位移；i 为电液伺服阀输入电流；v sv k s sv ωξ、、分别为电液伺服阀的增益、阻尼系数和固有频率；m D 为马达排量；L Q 为马达的负载流量；x K 为流量增益系数；p K 为流量一压力系数；只为供油压力；s P 为负载压力；m θ为马达转速；e β为从油液有效体积弹性模数；V 为马达的总容积；J 为折算到马达输出轴上的转动惯量；f T 为外干扰力矩；tm C 为马达泄露系数；m C 为粘性阻尼系数；G 为扭簧梯度。
实际交流伺服运动控制系统数学模型及仿真分析引言：交流伺服运动控制系统在工业生产中广泛应用，对系统的数学模型和仿真分析具有重要意义。
本文将介绍实际交流伺服运动控制系统的数学模型，并通过仿真分析系统的性能指标以及对控制策略的影响。
一、实际交流伺服运动控制系统数学模型：实际交流伺服运动控制系统包括伺服电机、伺服驱动器、传感器、控制器等组成。
其中，伺服电机可以看作是一个多端口兼具电动机和电动发电机的能量转换器，驱动器与伺服电机之间通过电力转换实现动力传递，传感器用于采集反馈信号，控制器则用于计算控制算法并输出控制信号。
系统的数学模型主要建立在对驱动器、电机和负载的分析基础上。
我们以速度控制为例，简化系统模型，可以建立如下差分方程：(1)电机转矩平衡方程（用传感器测量转速）：Ta = J * dω/dt + B * ω + TL其中，Ta为电机输出的转矩，J为电机的转动惯量，dω/dt为电机转速的变化率，B为电机的阻尼系数，ω为电机转速，TL为外部载荷的负载转矩。
(2)电机转速方程：Um = R * i + L * di/dt －Kω其中，Um为电机输入的电压，R为电机的电阻，i为电机的电流，L 为电机的电感，K为速度常数。
(3)电机电流方程：Um = Ke * ω + Ri + L * di/dt其中，Ke为电机的电动势常数。
(4)控制器输出方程：Um = Kp * (ωd - ω) + Ki * ∫(ωd - ω)dt + Kd * d(ωd - ω)/dt其中，Kp、Ki、Kd为控制器的比例、积分、微分参数，ωd为期望转速。
以上方程构成了实际交流伺服运动控制系统的数学模型，通过求解这些方程，可以得到系统的状态变量和输出变量的关系，从而实现对系统动态特性的分析和控制。
二、仿真分析：通过对实际交流伺服运动控制系统的数学模型进行仿真分析，可以评估系统的性能指标以及对控制策略的影响。
1.性能指标评估：在仿真中，可以通过设定不同的输入信号，如阶跃、脉冲等，观察系统的响应情况，计算系统的过渡过程中的超调量、调节时间、稳态误差等性能指标。
液压系统动态性能仿真研究液压系统是一种非常重要的动力传输装置，其广泛应用于工业、航空、军事、汽车等领域。
为了使液压系统具有更好的工作效率和性能表现，需要进行动态性能仿真研究。
本篇文章将介绍液压系统动态性能仿真的基本原理及其在实际应用中的优点和实践操作。
第一章：液压系统动态性能仿真的基本原理液压系统是一种能量传递系统，能够将液体作为介质传递能量，并实现机械工作的过程。
液压系统的动态性能表现是指系统在工作过程中所表现出的动态特性，包括各种参数的变化规律、动态响应性能、运动稳定性以及控制特性等等。
液压系统动态性能仿真技术是应用计算机数值模拟、数学建模和仿真技术，对液压系统的工作过程进行模拟和再现，以便在实际应用中解决液压系统的动态性能问题。
其中，数值模拟就是指通过计算机软件对液压系统的建模和仿真，以便更精确地模拟液压系统的动态特性。
液压系统动态性能仿真的基本原理包括如下两个方面：1.数值模拟：利用计算机仿真软件，结合液压系统的实际情况，建立数学模型，并进行数值模拟计算，获得系统在不同工作条件下的动态特性。
2.动态特性分析：通过仿真计算获得系统在不同工作条件下的动态特性，在此基础上进行分析其动态特性，找出问题，并提出改善或优化方案。
第二章：液压系统动态性能仿真的优点液压系统动态性能仿真技术的应用，有以下几个优点：1.提高系统设计思路：通过系统仿真，可以得出不同工况下系统参数之间的关系，以及对系统性能的影响。
这些分析结果可以引导液压系统的设计方向，并帮助设计师更快速、准确地完成系统设计。
2.优化设计方案：通过仿真得到的系统性能数据，可以对系统进行优化设计，以实现更好的性能和效益。
在模拟分析的过程中，可以建立多种方案，通过对比不同方案的性能数据，确定最优的方案。
3.缩短研发周期：液压系统动态性能仿真技术可以帮助在设计和研发阶段确定更好的系统方案，避免在试验中浪费时间和资源，从而加速研发进度，缩短研发周期。
4.降低生产成本：通过仿真分析，可以较早地找出系统设计中的问题和缺陷，从而更快速地进行改进。
液压仿真系统实验结论
液压仿真系统是一种模拟液压系统运行的实验设备，通过对液压系统的仿真模拟，可以更好地理解液压系统的工作原理和性能特点。
在进行液压仿真系统实验时，我们得出了以下结论：
1. 液压系统的压力控制能力较强。
在实验中，我们通过调节液压系统的压力控制阀，可以实现对液压系统的压力进行精确控制。
这表明液压系统在工业生产中可以实现对压力的精确控制，从而保证生产过程的稳定性和可靠性。
2. 液压系统的流量控制能力较弱。
在实验中，我们发现液压系统的流量控制能力较弱，难以实现对流量的精确控制。
这表明在液压系统的设计和应用中，需要考虑到流量控制的问题，采取相应的措施来提高液压系统的流量控制能力。
3. 液压系统的能量损失较大。
在实验中，我们发现液压系统的能量损失较大，主要是由于液压系统中的摩擦、泄漏等因素导致的。
这表明在液压系统的设计和应用中，需要采取相应的措施来减少能量损失，提高液压系统的能效性能。
4. 液压系统的稳定性较好。
在实验中，我们发现液压系统的稳定性较好，可以实现对液压系统的稳定控制。
这表明液压系统在工业生产中可以实现对生产过程的稳定控制，从而保证生产过程的稳定性和可靠性。
液压仿真系统实验结论表明液压系统具有压力控制能力较强、流量控制能力较弱、能量损失较大、稳定性较好等特点。
在液压系统的设计和应用中，需要考虑到这些特点，采取相应的措施来提高液压系统的性能和效率。
电液伺服控制系统的设计与仿真引言电液伺服系统具有响应速度快、输出功率大、控制精确性高等突出优点，因而在航空航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域得到广泛应用。
随着电液伺服阀的诞生，使液压伺服技术进入了电液伺服时代，其应用领域也得到广泛的扩展。
随着液压系统逐渐趋于复杂和对液压系统仿真要求的不断提高，传统的利用微分方程和差分方程建模进行动态特性仿真的方法已经不能满足需要。
因此，利用AMESim、Matlab／Simulink等仿真软件对电液伺服控制系统进行动态仿真，对于改进系统的设计以及提高液压系统的可靠性都具有重要意义。
1 液压系统动态特性研究概述随着液压技术的不断发展与进步和应用领域与范围的不断扩大，系统柔性化与各种性能要求更高，采用传统的以完成执行机构预定动作循环和限于系统静态性能的系统设计远远不能满足要求。
因此，现代液压系统设计研究人员对系统动态特性进行研究，了解和掌握液压系统动态工作特性与参数变化，以提高系统的响应特性、控制精度以及工作可靠性，是非常必要的。
1.1 液压系统动态特性简述液压系统动态特性是其在失去原来平衡状态到达新的平衡状态过程中所表现出来的特性，原因主要是由传动与控制系统的过程变化以及外界干扰引起的。
在此过程中，系统各参变量随时间变化性能的好坏，决定系统动态特性的优劣。
系统动态特性主要表现为稳定性（系统中压力瞬间峰值与波动情况）以及过渡过程品质（执行、控制机构的响应品质和响应速度）问题。
液压系统动态特性的研究方法主要有传递函数分析法、模拟仿真法、实验研究法和数字仿真法等。
数字仿真法是利用计算机技术研究液压系统动态特性的一种方法。
先是建立液压系统动态过程的数字模型——状态方程，然后在计算机上求出系统中主要变量在动态过程的时域解。
该方法适用于线性与非线性系统，可以模拟出输入函数作用下系统各参变量的变化情况，从而获得对系统动态过程直接、全面的了解，使研究人员在设计阶段就可预测液压系统动态性能，以便及时对设计结果进行验证与改进，保证系统的工作性能和可靠性，具有精确、适应性强、周期短以及费用低等优点。
一体化电动静液作动器(EHA)的设计与仿真分析
马纪明;付永领;李军;高波
【期刊名称】《航空学报》
【年(卷),期】2005(026)001
【摘要】一体化电动静液作动系统兼备传统液压作动系统和直接驱动的机电作动系统的优点,也就是同时具备高转距和大功率密度,并且易于模块化.本文阐述了一种一体化电动静液作动器(EHA)的总体结构和工作原理,对电机、泵和液压缸的选用以及系统设计提出了明确的要求,并对其各个模块进行了建模和仿真分析.结果表明,EHA的性能能够满足现代飞机对作动系统的要求,在未来功率电传(PBW)的飞控系统中具有很好的应用前景.
【总页数】5页(P79-83)
【作者】马纪明;付永领;李军;高波
【作者单位】北京航空航天大学,自动化科学与电气工程学院,北京,100083;北京航空航天大学,自动化科学与电气工程学院,北京,100083;北京航空航天大学,自动化科学与电气工程学院,北京,100083;北京航空航天大学,自动化科学与电气工程学院,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TH137
【相关文献】
1.伺服变量泵在一体化电动静液作动器中的应用分析 [J], 高波;付永领
2.电动静液压作动器EHA及其在汽车主动悬架中的应用 [J], 寇发荣;方宗德
3.基于AMESim的电动静液作动器(EHA)系统级设计 [J], 付永领;赵子宁;韩旭;郭彦青
4.电静液作动器(EHA)热设计方法研究 [J], 白亮亮;韩涛;申月
5.电动静液作动器(EHA)的系统研究 [J], 郭健
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系统建模与仿真论文学院机械自动化学院专业机械电子工程学号201303703012指导老师唐秋华学生姓名段少军日期2014年8月基于Matlab的液压伺服系统动态特性仿真与稳定性分析摘要:本文提出了利用Matlab/Simulink 软件包对液压伺服系统进行动态仿真的方法，介绍了液压伺服摇摆台的结构原理，根据摇摆台的结构原理确定系统的主要传递函数建立摇摆台系统框图，最终得到液压伺服摇摆台系统的数学模型。
再根据摇摆台系统的数学模型，利用Simulink 对摇摆台系统的动态特性进行仿真。
根据输出结果，对摇摆台系统进行了分析研究，同时较详细地讨论了影响液压伺服系统稳定性的因素，调整相应摇摆台结构参数，再次对摇摆台系统进行模拟仿真，从而验证系统的正确性，最终达到了优化摇摆台系统的目的。
仿真结果表明，Simulink 方法是对液压伺服系统动态特性进行仿真研究的一条有效途径。
关键词: 液压伺服摇摆台动态性能稳定性仿真Matlab/Simulink随着液压系统逐渐趋于复杂和对液压系统仿真要求的不断提高, 传统的利用微分、差分方程建模进行仿真的方法已经不能满足需要,在实际工业生产过程中，当系统建立之前，如果能够建立一个虚拟仿真模型，通过仿真系统结构和参数来模拟实际系统进行分析研究，可以实现许多功能,如优化系统、再现系统故障、验证系统的正确性等。
Matlab 中动态仿真工具Simulink 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
该软件包为用户提供了用方框进行建模的图形接口, 包括了众多线性和非线性等环节, 并可方便地扩展, 使得系统的构建容易, 适合于液压系统中普遍存在的非线性问题的求解。
它拥有强大的矩阵处理和绘图功能,还可通过编程手段实现对仿真过程和仿真结果的控制与处理。
与传统的仿真软件包用微分方程和差分方程建模相比, 具有更直观、方便、灵活的优点。
1 摇摆台的工作原理摇摆台的控制系统如图1所示。
要使台体运动某一角度，计算机首先确定角度给定值，并由测量系统(测角转换器、测角装置数字I/O)读取当前台体摆角实测值。
第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议电动静液作动器（EHA）伺服控制系统的研究李小飞，裴忠才(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京 100083摘要：针对近年来飞机机载作动系统的发展,对一体化电动静液压作动器( EHA 的电机伺服系统进行研究。
建立了电机的数学模型，并采用Matlab/Simulink进行仿真分析。
在此基础上, 采用TI 公司的TMS320LF2812数字信号处理器(DSP作为核心, 设计了全数字化的PMSM 矢量控制调速系统。
从而简化了伺服系统, 提高了EHA 的性能。
关键词：电动静液作动器（EHA ）；一体化；仿真中图分类号：TH3410 前言现代飞控系统正在向功率电传(PBW方向发展。
功率电传是指由飞机次级能源系统至作动系统各执行机构之间的功率传输是通过电导线以电能量传输的方式完成的[1－2]。
电动静液压作动器（Electro-Hydrostatic Actuator，EHA 是功率电传作动器的一种。
与传统的液压系统不同， EHA 原理是通过电机调速，直接驱动定量泵，控制定量泵的转速和转向，从而控制系统泵输出的压力和流量，最终达到控制作动筒位移输出的目的。
因此，电机控制精度对整个EHA 系统的性能提高有着重要的作用。
本文选用了采用三相交流永磁同步伺服电机(Permanent Magnet Synchronous Motor—PMSM为泵的动力。
PMSM 是用稀土永磁体代替励磁绕组所构成的种新型同步电机。
它结构简单、体积小、重量、效率高、功率因数高。
广泛用于柔性制造系统、机器人、办公自动化和数控机床等领域[3－4]。
本文主要论述坐标变换思想得到的dq 坐标系中的PMSM 的数学模型以及本系统对电流环控制策略的选择, 分别通过仿真和实验给出了结果。
空间电角度, 由于α轴固定在A 相绕组轴线上,故α-β坐标系为静止坐标系。
同时定义d-q 坐标系的d 轴与转子磁极轴线重合, q 轴逆时针超前d 轴90°空间电角度, d轴与A 相定子绕组的夹角为θ, 该坐标系在空间随同转子以电角速度ωr 一起旋转, 故为旋转坐标系, 各坐标系如图1所示。
