本發(fā)明涉及電液伺服系統(tǒng)仿真分析領(lǐng)域，具體地說，涉及一種基于AMESim的電液伺服系統(tǒng)頻寬分析模型及分析方法。

背景技術(shù)：

目前的常用波特圖來分析電液伺服系統(tǒng)的頻率特性，波特圖是線性非時變系統(tǒng)的傳遞函數(shù)對頻率的半對數(shù)坐標圖，其橫軸頻率以對數(shù)尺度表示，利用波特圖可以看出系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。用波特圖的方法需要對系統(tǒng)進行線性化處理。

AMESim軟件是LMS公司的一款多學(xué)科領(lǐng)域復(fù)雜系統(tǒng)建模仿真平臺軟件，用戶可以在這個單一平臺上建立復(fù)雜的多學(xué)科領(lǐng)域的系統(tǒng)建模，并在此基礎(chǔ)上進行仿真計算和深入分析，也可以在這個平臺上研究任何元件或系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能。采用單元模塊搭建工程系統(tǒng)的方式，使用戶可以在模型中描述所以系統(tǒng)和零部件的功能，而不需要書寫任何程序代碼，大大簡化了設(shè)計、驗證復(fù)雜程度。

本發(fā)明通過引入AMESim中的頻率分析儀對系統(tǒng)進行非線性的頻寬分析，使系統(tǒng)仿真的頻寬數(shù)據(jù)更加接近真實值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種基于AMESim的電液伺服頻寬分析模型，包括：泵單元，泵單元包括泵、油箱、電機、溢流閥；閥單元，閥單元包括伺服閥元件；液壓缸單元，液壓缸單元設(shè)置有位移傳感器，位移傳感器用于測量活塞桿的位移量，并傳輸給控制運算單元，其中，泵單元經(jīng)閥單元向液壓缸單元提供液壓油，使電液伺服系統(tǒng)建立額定壓力；頻率分析單元，包括頻率分析儀，頻率分析儀發(fā)送不同頻率、相同幅值的正弦信號給控制運算單元；控制運算單元，包括反饋放大器、伺服放大器、運算器，位移傳感器發(fā)送的活塞桿的位移量信號與頻率分析單元發(fā)送來的不同頻率、相同幅值的正弦信號由運算器進行比較，得到位移量偏差信號，并由反饋放大器、伺服放大器處理后形成伺服閥電流信號傳輸給閥單元，從而控制閥的開度；其中，頻率分析儀接收控制運算單元的反饋信號，分析得出電液伺服系統(tǒng)的頻寬。

優(yōu)選地，不同頻率、相同幅值的正弦信號是頻率從0.1Hz到100Hz、幅值為1mm的正弦信號。

優(yōu)選地，頻率分析儀繪制出可視化的頻寬特性曲線。

本發(fā)明還提供一種基于AMESim的電液伺服頻寬分析方法，利用以上所述的電液伺服系統(tǒng)頻寬分析模型，進行以下步驟：泵單元工作，使電液伺服系統(tǒng)建立額定壓力；頻率分析單元發(fā)出不同頻率、相同幅值的正弦信號，傳遞給控制運算單元；運算器將控制運算單元接收到的頻率分析單元發(fā)送的信號與位移傳感器傳遞過來的位移信號進行比較，獲得位移偏差值，該位移偏差值經(jīng)過反饋放大器、伺服放大器變換后成為伺服閥電流信號，該伺服閥電流信號傳輸給閥單元，伺服閥元件根據(jù)此電流信號控制閥的開度；頻率分析儀接收控制運算單元的反饋信號，分析后得出電液伺服系統(tǒng)的頻寬。

本發(fā)明的基于AMESim的電液伺服頻寬分析模型及分析方法，能夠解決非線性系統(tǒng)頻寬的分析，使系統(tǒng)仿真的頻寬數(shù)據(jù)更接近真實值。

附圖說明

通過結(jié)合下面附圖對其實施例進行描述，本發(fā)明的上述特征和技術(shù)優(yōu)點將會變得更加清楚和容易理解。

圖1是表示本發(fā)明實施例的電液伺服頻寬分析模型的工作流程圖；

圖2是表示本發(fā)明實施例的電液伺服頻寬分析模型的連接示意圖；

圖3是表示本發(fā)明實施例的電液伺服系統(tǒng)的頻寬分析圖。

具體實施方式

下面將參考附圖來描述本發(fā)明所述的基于AMESim的電液伺服頻寬分析模型的實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認識到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式或其組合對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護范圍。此外，在本說明書中，附圖未按比例畫出，并且相同的附圖標記表示相同的部分。

本發(fā)明是基于AMESim軟件建立電液伺服系統(tǒng)頻寬分析模型，如圖1所示，該模型由多個模塊單元組成，包括泵單元P、閥單元V、液壓缸單元A、控制運算單元C、頻率分析單元F。其中，如圖2所示，泵單元P包括泵1、油箱2、電機3、溢流閥4。閥單元V包括伺服閥元件5。液壓缸單元A包括液壓左腔6、液壓右腔7、位移傳感器8。其中，位移傳感器用于測量活塞桿的位移量，并傳輸給控制運算單元C。

泵單元P的P02接口與閥單元的V01接口相連。液壓油通過閥單元的V01接口進入閥單元，經(jīng)V04接口或V03接口排出。閥單元的V03接口與液壓缸單元的A02接口相連，即與液壓缸的右腔7相通。閥單元的V04接口與液壓缸單元的A01接口相連，即與液壓缸的左腔6相通。液壓油回油經(jīng)V02口、P01口返回油箱，閥單元V可由遠程電信號控制閥的開度。

控制運算單元C包括反饋放大器9、伺服放大器10、運算器11，用于采集液壓缸活塞桿的位移量，并生成伺服閥電流信號傳輸給閥單元V的V05接口，從而控制閥單元的開度。其具體連接關(guān)系是，閥單元的V05接口與控制運算單元C的C01接口相連，液壓缸單元的A03接口處具有檢測液壓缸活塞桿位移的位移傳感器，位移傳感器將位移信號傳輸至控制運算單元C的C02接口。

頻率分析單元F包括頻率分析儀12，控制運算單元C的C03接口與頻率分析單元F的F02接口相連、控制運算單元C的C04接口與頻率分析單元F的F01接口相連。頻率分析單元F用于分析電液伺服系統(tǒng)的頻寬。

下面具體說明電液伺服系統(tǒng)頻寬分析模型的工作流程。泵單元P工作時使電液伺服系統(tǒng)建立額定壓力；頻率分析單元F發(fā)出從0.1Hz到100Hz的不同頻率、相同幅值1mm的正弦信號經(jīng)F01接口傳遞給控制運算單元C的C04接口。而液壓缸單元A的A03接口則向控制運算單元的C02接口傳輸液壓缸活塞桿位移信號，運算器11將控制運算單元C接收到的頻率分析單元F發(fā)送的信號與液壓缸單元A傳遞過來的位移信號進行比較，經(jīng)過反饋放大器9、伺服放大器10變換后成為伺服閥電流信號，該伺服閥電流信號由伺服放大器10傳輸給閥單元V的遠程電控接口，即傳輸給閥單元的V05接口，伺服閥元件V根據(jù)此電流信號控制閥的開度，從而控制相應(yīng)流量的液壓油流至液壓缸，也就是控制推動液壓缸單元A的運動幅度。

頻率分析單元F中的F02接口接收控制運算單元C的反饋信號，經(jīng)過頻率分析儀12分析后得出電液伺服系統(tǒng)的頻寬。

本發(fā)明還提供一種基于AMESim的電液伺服系統(tǒng)頻寬分析方法，利用以上所述的電液伺服系統(tǒng)頻寬分析模型，進行以下步驟：

泵單元P工作，使電液伺服系統(tǒng)建立額定壓力；

頻率分析單元F發(fā)出不同頻率、相同幅值的正弦信號，例如，從0.1Hz到100Hz的不同頻率、相同幅值1mm的正弦信號，所述正旋信號經(jīng)F01接口傳遞給控制運算單元C的C04接口；

液壓缸單元A的A03接口向控制運算單元的C02接口傳輸液壓缸活塞桿位移信號，運算器11將控制運算單元C接收到的頻率分析單元F發(fā)送的信號與液壓缸單元A傳遞過來的位移信號進行比較，獲得位移偏差值，該位移偏差值經(jīng)過反饋放大器9、伺服放大器10變換后成為伺服閥電流信號，該伺服閥電流信號由伺服放大器10傳輸給閥單元V的遠程電控接口，即傳輸給閥單元的V05接口，伺服閥元件V根據(jù)此電流信號控制閥的開度，從而控制相應(yīng)流量的液壓油流至液壓缸，也就是控制推動液壓缸單元A的運動幅度；

頻率分析單元F中的F02接口接收控制運算單元C的反饋信號，即液壓缸活塞桿位移信號，經(jīng)過頻率分析儀12分析后得出電液伺服系統(tǒng)的頻寬。圖3即為分析得到的頻寬特性曲線圖，圖中X軸是頻率，單位是HZ，Y軸是頻寬，單位是dB?？梢姡瑘D中的頻寬曲線是非線性的，可見，采用基于AMESim的電液伺服系統(tǒng)頻寬分析模型，能夠反應(yīng)頻寬真實的非線性變化。

以上，僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護范圍為準。