液压机械系统建模仿真软件AMESim及其应用.pdfVIP

液压机械系统建模仿真软件

AMESim及其应用

LT

来，从而专注于物理系统本身的设计，不需

要书写程序代码。

(2)AMESet——模型与文档生成器

AMESet是一个模型和文档生成器，用于开发

和维护用户自己的模型库。AMESet提供了一个

综合的图形化界面，用户不仅可以直接访问AME

Sim所有模型的源代码，而且还可以把自己开发

的新图标和模型集成到AMESim软件包或生成标

准化的C或FORTRAN代码并为此生成相应的标准

的帮助文档。AMESet不仅是一个工具，而且它

确保了在开发过程中的标准化和规范化。借助于

AMESet，用户可以自己开发标准的、可重复使用

的、便于维护的、并附有完整文档的模型库。

(3)AMECustom——数据库创建工具

AMECustom是一个数据库创建工具，用户在其

中可以为子模型或超模型创建定制的用户界面

和参数设置，使用AMECustom可以建立专有的模

型数据库。通过AMECustom的定制功能，最终的

用户只允许访问相关有用的信息，涉及到技术敏

感性的信息可以进行加密。

(4)AMERun——用户运行版本

AMERun是一个AMESim的只运行版本。AMERu

n使得工程师广泛地和最终用户共享验证和定制

过的模型。AMERun的用户可以修改模型的参数

和仿真的参数，执行稳态或动态仿真，输出结果

图形和分析仿真结果。AMERun通过禁止最终用

户修改模型结构和建模假设来保护模型。AMERu

n使得使用者可以安全地和内部或外部合作伙伴

分享可重复使用的模型。

该软件的主要特点可归纳为以下3点：一是

模型库丰富，多达14类，涵盖了机械、液压、

控制、液压管路、液压元件设计、液压阻力、气

动、热流体、冷却、动力传动等领域，且采用易

于识别的标准ISO图标和简单直观的多端口框

图，方便用户建立复杂系统；二是具有与Matla

b、Simulink、Adams等多种软件的接口，可方

便地与这些软件进行联合仿真［3］；三是有开

放性，AMESim语言是底层开放的，可以通过查

看编译产生的C语言和FORTRAN语言源代码和帮

助文件理解软件的建模思想。内置与C（或Fo

rtran）和其它系统仿真软件的接口，用户可以

在AMESim环境中访问任何C或Fortran程序。

2.AMESim应用举例

下面以一液压位置控制系统为例说明AMESim

的应用，使液压执行机构的输出位移跟踪给定的

输入信号。

首先在AMESim的草图模式（Sketchmode）

下建立该液压执行机构位置控制系统的仿真模

型，该系统主要是由液压缸、三位四通液压伺服

阀、定量泵、蓄能器、溢流阀以及信号源和增益

等构成，其液压机械部分是一个开关型阀控缸系

统，从整体来看又是一个典型的闭环控制系统，

如图1所示。其工作原理为：用位移传感器x将

执行机构的位移转换为信号并与给定的位移信

号进行比较后形成闭环控制的误差信号，所得到

的差值通过比例放大后驱动伺服阀动作，来接通

/切断执行机构的液压油供应并改变供油方向，

从而实现了对执行机构位移的大小及方向的控

制。只要执行机构的输出位移与给定的位移存在

偏差，系统就可以自动调节输出位移，直到误差

为零。

图1液压机械位置控制系统图1中，用分段线

性信号源2来模拟执行机构（液压缸）驱动的负

载阻力，期望位移信号由左端的分段线性信号源

1来给定。

系统模型搭建完成之后，在子模型模式（sub

modelmode）中根据实际需要为每个元件选择一

个数学模型即子模型，在这里为简便起见均选择

最简子模型。

接下来在参数模式（parametermode）中为

每个子模型设置参数。将液压缸活塞直径设置为

30mm，活塞杆的直径设置为20mm，所连质量块

的质量设置为250kg；设置电磁换向阀的固有频

率为50Hz，阻尼率为2，额定电流为200mA；泵

的排量设置为35mL/r；泵的转速为1500r/min；

分段线性信号源2设置为常量1000，则经过由

信号