文档介绍:系统仿真小组作业
simulink液压部分
基于SimHydraul i cs的机械系统建模与仿真
SimHydraulics 简介
SimHydraulics是液压传动和控制系统的建模和仿真工具,扩展了 Simulink®的功能。使用这个 工具可以建立起含有液压和机械元件的物理网络模型,可用于跨专业领域系统的建模。
SimHydraulics提供了构成液压系统的元器件模块库,库中也包括了用于构造其它元件的基本元素模 块。SimHydraulics适用于汽车,航空,国防和工业装备等领域中的各种应用,例如自动变速器,舵面操 纵系统和重载驱动装置的建模分析。
SimHydraulics 同 SimMechanics, SimDriveline 和 SimPowerSystems 一同使用,能够支持对 复杂机液系统和电液系统的建模,以分析他们相互交联的影响。
SimHydraulics 主要功能
液压和液压机械系统的物理建模环境;
超过75个液压和机械元器件模型,包括泵,阀,蓄能器和管路;
基本液压构造元素库,还有基本机械和运算单元;
可定制的常用液压流体工作介质。
SimHydraulics可在Simulink下建立液压系统回路的网络模型,模型表达基于ISO 1219流体传动
系统标准,并且建立的模型可以同机械和控制器模型相结合。
机械液压和液压系统网络建模
使用Sim Hydraulics可以建立起完整的液压系统模型,过程如同组建一个真实的物理系统。
SimHydraulics使用物理网络方式构建模型:每个建模模块对应真实的液压元器件,诸如油泵,液压马达 和控制阀;元件模块之间以代表动力传输管路的线条连接。这样,就可以通过直接描述物理构成搭建模型, 而不是从基本的数学方程做起。
SimHydraulics库提供了 75个以上的流体和液压机械元件,包括油泵,油缸,蓄能器,液压管路和 一维机构单元,大部分商品化元器件都可以找到对应模型。
SimHydraulics的模型符号符合ISO 1219流体动力系统标准,SimHydraulics可以自动从模型原 理图综合出描述系统行为特征的方程组。Sim Hydraulics得到的是直接使用Simulink的求解器求解的方 程组形式,而不是采用同步仿真方法,这样液压系统模型就完全同其它Simulink模型部分集成在一起。
使用sensor模块在SimHydraulics模型中可以测量任何机械液压特征变量、例如压力、流量、位 移、速度和力,然后将这些信号传给标准的Simulink模块。Source模块可以将Simulink信号赋值给 任何机械液压变量。使用Sensor和source模块可以在Simulink中开发全局控制算法,并将它接入到
SimHydraulics模型网络中。
SimHydraulics提供了阀,蓄能器,管跖泵,马达,油缸等大部分常用液压系统元器件。
液压系统元器件建模
SimHydraulics提供了弹簧式和充气式蓄能器模型,还有两种管路模型:
标准管路(standard pipeline)包括圆截面和非圆截面类型,主要考虑摩擦导致的压力损失和 流体压缩性。
分段管路(segmented pipeline)考虑摩擦损失,流体压缩性和流体惯性因素,可计算水锤和 其他相关效应。
加入local resistance模块可以描述管路由于拐角,弯曲和截面变化导致的压力损失。
SimHydraulics的作动器和泵模块库可以用来:
建立理想的机械能-液压能变换器和单出杆/双出杆液压油缸;
建立液压马达,定量泵和压力补偿变量泵的模型,描述旋转机械与液压系统之间的能量转换 SimHydraulics的阀模块库可以用来:
建立换向阀模型,包括双通,三通和四通阀,单向阀和先导式换向阀。
流量控制阀,包括球阀,针阀,蝶阀和压力补偿型流量控制阀。
压力控制阀,包括减压和溢流类型的阀。
阀模块库还提供了作动机构模型以模拟电磁阀,离散/比例式阀和伺服阀
自定义模型
SimHydraulics基础库提供了基本的流体和机构元素,还有产生和处理物理信号的专用工具。这些模 块组合使用可以创建新的元器件模型。
液压构造模块(Hydraulics building blocks)支持基本的液体流动特性建模,定义…个元器件中过 硫液体的压力变化同流量变化之间的关系。这些模块描述的基本物理环节中的压力流量关系,包括流体压 缩性,惯性,机械摩擦,能量转换和固定/变截面节流。
机械构造模块(Mechanical building blocks)主要描述一维平移和旋转运动。这些元器件的变量同 流体系统变量…同吋解算。用于机械