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摘要本文完成了整个火箭炮方向机液压控制系统模型的搭建。 根据现有某重型火箭炮的方向机结构参数和底盘的结构参数， 设计了液压缸所处的位置和结构模型，完成了方向机运动和动力学分析。搭建了液压控制系统的数学模型。推导出伺服阀和液压缸的传递函数，并利用开环和闭环传递函数验证了系统的稳定性。实现了基于 Simulink 的液压控制系统的仿真，将系统中各个模块通过数学的形式来表达，并通过 PID 控制器使得系统的准确性，快速性和稳定性都表现良好。实现了基于 AMEsim 的系统模型的搭建，验证了系统的性能。30270
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毕业论文关键词 液压控制系统 火箭炮 建模仿真
Title Heavy rocket hydraulic drive systemmodeling and performance analysis
Abstract This thesis built the model of Rocket Launcher hydraulic controlsystem. According to the structure parameters of the existingdirection of a heavy rocket engine and chassis structural parameters,location and structure of the model designed hydraulic cylinders whichcomplete the steering motion and dynamics analysis. Build amathematical model of the hydraulic control system. Deduced servovalves and hydraulic cylinders transfer function and verify thestability of the system using an open-loop and closed-loop transferfunction. To achieve a simulation Simulink hydraulic control systembased on the system of each module is expressed by mathematical form,and through the PID controller makes the accuracy, speed and stabilityof the system are performing well. AMEsim realized the system modelbased structures, to verify the performance of the system.
Keywords Hydraulic Control System Hydraulic Control SystemModeling and Simulation
目 次
1 绪论1
1.1 液压控制技术1
1.2 液压控制系统仿真2
1.3 主要研究内容3
2 控制系统设计4
2.1 设计要求4
2.2 控制方案4
2.3 静态分析5
2.3.1 运动分析5
2.3.2 动力分析8
2.3.3 负载匹配9
2.4 动态分析..16
2.4.1 液压固有频率的计算..16
2.4.2 液压阻尼比的计算..16
2.4.3 建立数学模型..17
2.4.4 绘制系统框图..18
2.4.5 开环增益Kv 的确定... 19
2.4.6 闭环频率响应..22
2.4.7 校核稳态误差..24
3 仿真分析..26
3.1 基于Simulink 的模型搭建. 26
3.1.1 闭环模型的搭建..26
3.1.2 角度模型的转换..27
3.1.3 干扰模块的搭建..28
3.1.4 完整的液压控制模型..29
3.2 基于Simulink 的仿真分析. 29
3.3 基于AMEsim 的模型搭建. 32
结论..35
感谢..36
参考文献..37
1 绪论1.1 液压控制技术以电液伺服控制为代表的液压控制技术最先发展于航空领域， 其目的在能以最小的电信号对飞行器进行精确控制。之所以采用电液控制，主要是由于飞行器要实现较高的飞行速度，故对其控制既需要较快的调节速度，又需要较大的调节力，即对控制机构的快速性、精确性和功率密度具有较高的要求。随着时间的推移，工业领域也着手研究这一技术，并根据所需要进行精度改进，使电液伺服元件的价格更具竞争力[1,2]。迄今，液压控制技术不但是液压技术的重要分支之一，而且已成为现代机械设备和装置中的基本技术构成、 现代控制工程的基本技术要素和工业及国防自动化的重要手段，并在工业、农业、国防和科学技术中几乎所有的技术领域得到广泛应用。电液伺服控制系统被广泛应用于多个行业。 他的应用范围从液压冲压机到为航天飞行控制执行机构而使用的注塑机。 电液伺服系统是一种非常高效的驱动系统，是因为其拥有高功率/质量比、响应速度快、高刚性和高承载的能力。为了最大限度地提高液压系统的优势，并以满足鲁棒跟踪精度高，响应速度快的方面日益严格的性能规格要求，高性能的伺服控制器是必需的[3]。液压控制系统的目的是将被控制量诸如位移，转角，速度等准确的输出。为了更好的衡量输出效果，用准确性，快速性，和稳定性来评估液压控制系统。准确性要求稳定后的值与要求达到的值在误差范围之内。 快速性要求系统在规定时间内过渡到稳定值，即系统从初值到达稳定值所需的时间。稳定性要求系统在过度过程中平稳，尽可能少的产生振荡和爬坡现象[4]。液压控制系统分为闭环系统和开环，闭环系统可以保证系统控制精度，具有很强的抵抗外界干扰的能力。液压控制系统分为泵控系统和阀控系统，阀控系统控制精度比较高，常常用于各种精度要求高的场合[5]。