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云梯车全耦合动力学仿真模型的三个优势

来源:济南高空车出租公司编辑 发布时间:2019-01-27 11:13 点击:

  根据柱塞泵无量纲全耦合动力学模型,建立柱塞泵参数化仿真模型。 仿真模型输入为角位移、斜盘倾角、驱动转矩、系统背压和柱塞马达需求流量,输出可以根据实际需求情况选取。
  一般为转速、转矩、压力和流量。为全面把握柱塞设备全耦合动力学特性,建立较为完备的柱塞泵状态变量输出模型,该模型可以根据研究需要选择输出变量。柱塞泵参数化仿真模型由S-functions实现,程序界面。程序界面柱塞泵全耦合动力学参数化仿真模型的优势主要体现在:
 
  (1)参数化仿真模型不仅有利于全耦合动力学特性分析,同时对于柱塞泵结构优化也有一定实用价值;
 
  (2)与现有仿真模型(AMEsim)相比,柱塞泵全耦合动力学参数化仿真模型结构简单,仅通过输入柱塞数目即可改变仿真模型结构,不再需要添加模型模块;
 
  (3)基于全耦合动力学模型的参数化仿真模型具有系统的理论支持,可根据研究需要做更深层次的开发与应用。下面通过开发柱塞泵状态变量输出模型,体现柱塞泵参数化模型的优势所在。
 
  状态变量输出模型, ? 柱塞泵状态变量输出模型主要解决研究过程中状态变量观测与分析,大体可以分为以下几部分:
 
  (1)转速、转矩、压力和流量等体现柱塞泵运行状态的变量;
 
  (2)柱塞泵内部子系统耦合过程中的关键状态变量,如柱塞压力、柱塞腔出口流量和柱塞副摩擦力等;
 
  (3)各摩擦副能量损耗情况以及表征柱塞泵总体能量损耗的状态变量;
 
  (4)柱塞设备斜盘倾角控制方法研究中作为重要依据的斜盘倾覆力矩。部分状态变量,如柱塞泵转速和压力、柱塞压力,可通过直接求解柱塞泵全耦合动力学模型得到。
 
  柱塞泵输出流量可以表达为lvhighNidipRpQQ, ? 柱塞腔出口流量可以表达为sidippi, ? 各摩擦副能量损耗主要包括泄漏流量损失和库伦摩擦转矩损失。对于各摩擦副泄漏流量,现仅考虑柱塞腔排油阶段的泄漏流量,更为详细的柱塞设备流量损失分析将在下面进行,这里暂不阐述。
  配流副泄漏流量已给出,柱塞副总泄漏流量和滑靴副总泄漏流量分别为NilsicpiNilsiRpQ11,NilcicpiNilciRpQ11,当vp大于0时,pcpi等于pcpi;当vp小于0时,pcpi等于0。
 
  其余状态变量,如柱塞副摩擦力、各摩擦副总库伦摩擦转矩和斜盘倾覆力矩等,则需进一步导出系统状态变量表达的解析式。因此,在建立状态变量输出模型之前,对重点关注的柱塞副摩擦力、各摩擦副总库伦摩擦转矩和斜盘倾覆力矩进行理论推导。求得各摩擦副库伦摩擦力,在将其带入主轴-缸体子系统动力学模型的过程中,为便于推导各摩擦副总库伦摩擦转矩,已对部分参数进行了处理,如ηp取值于高压工作区,平均处理γ1和γ2。
 
  所求各摩擦副库伦摩擦力为近似值,对于进一步推导各摩擦副总库伦摩擦转矩尚可接受,但用于分析单柱塞副摩擦力,则会有较大偏差,其中影响最为明显的是γ1和γ2。因此,改写式(2-12)得单柱塞副摩擦力表达式. ?其中,(signtan11psnpvff,212cot1pG。
 
  配流副库伦摩擦转矩已给出,推导得到柱塞副总库伦摩擦转矩和滑靴副总库伦摩擦转矩,RFfNfNm,(2bpapG。斜盘倾覆力矩包括滑靴作用于斜盘三个方向上的倾覆力矩是有关斜盘倾角控制方法研究中重点关注的对象。其中,x方向上的倾覆力矩为作用于主轴上的负载力矩,y方向上的倾覆力矩最大,z方向上的倾覆力矩为斜盘倾角控制系统负载力矩。
  导出各方向上的斜盘倾覆力矩。柱塞泵状态变量输出模型即可直接嵌入柱塞泵全耦合动力学仿真模型中,也可独自建立,出于仿真模型简化的考虑,本文选择前者。
 
  因此,通过S-functions实现了以上状态变量的计算与输出,然后,根据前文关于状态变量的分类,对输出信号进行重组,实现方法为Simulink提供的信号分离与汇总模块,最终,得到封装后的状态变量子系统模型(Signalselector)。

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