AMESIM學習手冊

1、我大致分了一下工，一共分 3 分：（1）說明書（ 2）總裝圖 A0+聯(lián)系他，對他講解（3）剩余的2.5張A0圖紙。本文為對 AMESIM2010 自帶幫助文件的翻譯，限于讀者水 平所限，翻譯中有不妥的地方希望大家批評指正！1.1 引言AMESIM 液壓系統(tǒng)包括： 常用液壓元件：泵、馬達等 膠皮管和管路的子模型 壓力源和流量源 壓力和流量傳感器 液體屬性定義液壓系統(tǒng)是通過控制液體流動來完成某項功能。 這意味著它 需要借助別的元件庫共同工作，常用的元件庫如下：機械庫：將液壓能量傳遞到機械設備 信號控制庫：用來控制液壓系統(tǒng) 液壓元件庫：用來建立液壓系統(tǒng)液壓阻力庫： 主要包括液壓彎頭和連接頭， 主要用

2、在冷卻和 潤滑系統(tǒng)中。注意：液壓系統(tǒng)中可定義多種液體， 這主要用在冷卻和潤滑 系統(tǒng)中。液壓環(huán)境假設一個統(tǒng)一的溫度， 如果溫度需要發(fā)生變化， 就需要使用變溫液壓庫。 液壓庫同時包含汽蝕模型和兩相流模型 （用在考慮氣體的液壓系統(tǒng)） 。第一章主要是設計了幾個簡單的實例應用， 強烈建議大家學 習一下這幾個例子。特別是第三章和第五章的例子， 都是基礎的 和必須掌握的。1.2例1: 一個簡單的液壓系統(tǒng)目標：建立一個簡單的液壓系統(tǒng)介紹最簡單的管路子模型運用汽蝕理論解釋實驗結果圖1.1 一個簡單的液壓系統(tǒng)PrimeHumpl_lTankLJ Valve帀 RotaryLZ-J Load嘶 fMctor本例子是

3、液壓系統(tǒng)中最簡單的實例，它主要有液壓庫（藍色） 和機械庫組成。原動機輸出動力給泵，液體帶動馬達轉動，馬達連接一旋轉 機械，溢流閥設置某一固定值，超過這個值就開始溢流，實際是 泵站壓力。第一個文件夾包含了液壓系統(tǒng)常用的液壓組件，第二個包含了特殊的。通過單擊文件夾可以看到里面包含的元件。拖動元件到工作區(qū)可實現對元件的應用圖1.2第一個液壓庫IlydrdiJliEJAllAy XWY As第一步：用新建按鈕建立一個液壓控制系統(tǒng)選擇libhydr.amt點擊0K就可以建立一個新的液壓系統(tǒng)， 然 后一個液壓的標志按鈕會出現在窗口的左上角。也可以通過新建按鈕不過這樣需要手動將液壓按鈕放到系統(tǒng)中。第二步：建

4、立液壓系統(tǒng)并設置子模型1建立圖1.1中的液壓系統(tǒng)。2. 保存為 hydraulic1.3去子模型模塊看到液滴、原動機、管路并不像原來的一樣，這是因為還沒 有賦予他們子模型。簡單的操作如下：4點擊工具欄中的O5右擊鼠標，選擇label標簽，然后選擇show line labels。你可以得到圖1.4中的圖形?？赡苣愕南到y(tǒng)中的HLOOO連在 了某一根線上，這沒有關系，它取決于你連線的順序。一個重要的 特征是一條線路 上含有一個特殊 的子模型 HL000，它不是一個直接的連接。為了強調這一點，給它了一個 特殊的符號。DIRECT沒有任何意義，相當于他所連接的元件的 首尾相連。相反，HLOOO會計算流

5、入管路的流量和時間，如果流量是增加的，那么壓力上升，如果流量是減小的，那么壓力會變小，馬 達和溢流閥都是通過 HLOOO控制的。第三步：設置參數1、進入參數模式2、設置下述參數，其他參數保持默認值。SubmodelTitleValueHLOQOpipe length m4RLOOcoefficient of viscous fricton Nm/(rev/ min)0.023、HL000的起始參數包含其實壓力值、管路長度、管徑、材料的楊氏模量、液體的體積彈性模量。4、單擊FP04圖標。會出現設置液體參數的對話框，比如選擇設置密度、體積彈性模量、動力粘度等。注意到第一個選項，本次試驗選擇初級的選

6、項就可以了 第四步：進行仿真1進入仿真模式并進行一次仿真。2、點擊開始仿真按鈕。3、點擊液壓泵會出現圖1.7對話框一些變量例如壓力沒有直接的和他們聯(lián)系，壓力-0.1說明了壓力是低于大氣壓力的，流量-6L/min說明方向是相反的圖1.7 PU001的變量值2ScbnocfelpunpOT PUDO1 1|Ertisr al丈脳出占huedetspifleer 甘J卜些c HimpSdectainilli tfeI hydiflLbRl_*VdiablesTH?pPWtJC A： |Xll 1 f ow. rW a pnil ?pres5irc rcil I?hat 血口 j&ipKH 1|3 |

7、UrlSavedCbeiPP両P1( &班山P凸/資n輸F?1 jLiiieuJmri*17注意可以使用REPLAY facility來給你展示一個結果的全局 圖片。圖1.8是10S內的流量變化。h ifulk FApumpOl PDOI 1|lydraufcL.rwuJts譏 lluLlluVJjc- Ur IS j-r 心S jam!1 tfciJt -1 l-p | 1LfiP血理匕al匸2pressure pcpl 2U bbeishait tcirque29.?53SNfc：4 a i1 11 it jJ i4、如果想要某變量以圖形來顯示，直接plot就可以了Figure 1.S:

8、The pressure In the hydraulic pipe.1 HLlUD 1 f i assure dil pal 11 bar|可以看到，液體壓力剛開始是超過溢流閥設定壓力的，這是因為機械還沒開始運行時受到的過載沖擊導致的，然后由于 泵提供的壓力小于馬達需要的流量，所以壓力開始降低，直到 穩(wěn)定下來。下面介紹兩個概念：汽蝕和空氣釋放：當壓力降低到很低的水平時，會發(fā)生兩種情況:空氣快速溶解在液體里變成氣泡壓強達到飽和蒸汽壓，出現氣泡這種現象就是空氣釋放和氣穴形成。他們可以帶來嚴重的傷害，運用放大工具可以看到：Figure 1.10: Low pressure in the hydra

9、ulic pipe1 - HLDOO-1at poc 1 |bar所有的AMESIM子模型都有顯示液體壓力。低壓顯示在圖 1.10中：液壓管路的負壓是由載荷值超過它的穩(wěn)定速度或均衡值 引起的。這會對真實的系統(tǒng)產生危害所以很討厭。實際上我們賦予管路壓力的初始值并不符合實際，原動機不一定會從靜止開始運行。因此，流體靜力學系統(tǒng)容易引起這兩種 問題。可以看到所有的 AMESIM子模型都有流量單位：它分本地 壓力和標準壓力兩種AMESIM 米用的是標準壓力。這就意味著體積流量和質量 流量是成比例的，他們的區(qū)別也是可以忽略的。但是，有三種情 況是不能忽略的：1液體中具有較大的空氣含量2氣壓降到飽和壓以下導

10、致汽蝕形成3氣壓變化很強烈的場合前兩種情況下測得的流量在第一種定義（本地壓力）下是不會變化的，但是 AMESIM標準壓力下測得的會劇烈的下降。液體屬性是具有很多變化的。 想要建立模型是一個特殊和復 雜的，運行時間也會和受到很大的影響。1.3例2:運用更加復雜的液壓屬性目標：運用復雜的液體屬性觀察氣體含量變化對系統(tǒng)的影響這個圖標沒有任何端口，我們不能將它和別的連起液壓庫中兩種特殊的符號可以修改液壓屬性:般的液壓特性：FP04,具有簡單和復雜屬性。下降的液壓特性：為了保證低版本的兼容性，最好不用。來。有兩點注意：1他可以被賦值為0-100，所以可以添加多種液體。2液壓屬性可以通過今后的需要從下拉列

11、表中選取，有7種:簡單的：他所定義的液體具有固定的粘度， 體積彈性模量是 固定的并且在空氣飽和壓的 1-1000倍之間，這個模型是老的但 是仍然被用戶使用著。它可以獲得最快的運行速度。初級的：這是一種默認的設置，具有確定的體積模量和絕對 粘度。并且可以考慮空氣釋放和空穴的形成。高級的：這可以設置一些空穴形成的參數。運用一種特殊的液體：第一步：運用高級的屬性參數1. 返回例 1 并添加另一種液體2. 賦予首選參數并進入參數模式3.看 FP04-2 的參數，設置為高級模式：設置液體序號為 1，如果想使用此種液體，需要將每個液壓 元件里面的液體序號改為 1，如果一個個地改正，會很慢，但是 我們可以一

12、次性地將所有的元件設置為 1.第二步：一次改變所有的液體序號1.用編輯里面的全選， 所有元件都將被選中， 然后取消用 shift 加單擊。2.設置里面的通用參數圖 1.14 顯示出了通用參數對話框。 參數不一致的會以？ 來顯示。3.將？設置為 1. 第三步：運行一次仿真，畫某些變量結果和例 1 很相似 第四步：運行一個變空氣含量的批量處理1.在參數模式下用設置里面的批處理命令。2.拖動一個元件的參數進入批處理對話框。3.設置批處理參數從 0%-10% ，間隔為 2%。4.在運行時選擇批量處理復選框，然后運行。5. 在圖形窗口中的工具欄里面選擇批量處理，可以選擇想要 顯示的曲線。6.改變飽和壓力

13、為 400bar7.重復運行上面的步驟不同參數下的運行情況出現了明顯的變化。 系統(tǒng)的動態(tài)特性 發(fā)生了很大的改變，現解釋如下：正常情況下的空氣含量是低于 1%的。典型的含量是 0.1%。 通常認為是越低越好。 但是在某些情況下， 比如潤滑液里面， 2.5% 是正常的，有時會高達 10% 。如果有充足的時間， 空氣是多少會融于液體里面的。 所有空 氣全部融于液體的壓力被稱為飽和壓力。 也就是說， 設置的飽和 壓力值越低的話， 空氣越容易融入液體里， 氣體的影響便會越嚴 重。1.4 例 3：運用更加復雜的線性子模型目標：運用更加復雜的線性模型理解為什么選用多種子模型 理解設置一個正確線性模型的正確性

14、 本系統(tǒng)仍是選擇上面的例子， 我們將嘗試使用復雜的線性子 模型，并將介紹一點關于子模型的理論知識。第一步：改變子模型1. 進入子模型模塊注意：管路里面的液體并不是物理的而是圖表性的 三個液壓管路相交的地方在物理上應該是一個 T 型接頭。 這個 T 型接頭被賦予了 H3NODE1 的子模型。 如果我們需要一個很長的管路， 可能就要考慮摩擦系數在里 面了，不過之前的 3 個假設里面均不含有摩擦系數在里面。2.選擇管路子模型為 HL03.參數解釋里面的 C 代表的是 compressibility 壓縮性， R 代表 resistance 摩擦阻力， I 流體動量。 HL03 同時考慮了壓縮性和摩

15、擦阻力。3.接頭到馬達，選擇 HL01 模型4.從接頭到溢流閥選擇 DIRECT 模型 第二步：設置參數運行仿真1進入參數模式設置管長度為 5m,管徑為10mm。2、利用一次改通用參數的方法修改管路參數3、 設置液體屬性里面的飽和氣壓為Obar。不要忘記將批量 運行改為單次運行。4、測繪這兩處的壓力 可以看到兩個接頭處有明顯的壓降， 這可以被當做一個尺寸問題，但是另外這會是一個不好的物理連接讓溢流閥離高壓區(qū)那 么遠。第三步：現在開始研究其他線性模型1. 進入草圖模式復制粘貼另一個系統(tǒng)2. 在復制的系統(tǒng)里改變下列的子模型Figure 1.23: New linm submodels仁卩砒H門訓|

16、h*簡/*【HI麗3運行仿真，比較泵出口的壓力變化他們得到的結果并沒有明顯的區(qū)別，不過高級的模塊運行時間會變得長一些4將運行仿真的時間間隔設置為0.001S0 05airO.lFigure Zoomed pressures al pump oullel.oa)unpJl zresufE 創(chuàng)卩Dift工t ap| pumptJI 2 - nrMWQ st part 2 bif這說明了在這一時間間隔下，高階的子模型效果更好。這種震蕩頻率大概56HZ,在0.1S之后才消失。之前沒有警告是因為之前賦予子模型的時候已經檢查過了，這里面檢查的主要包括：液體屬性，管徑和時間間隔。一些簡單的算法提出了兩個重點

17、：1、如果想要觀察震蕩，就要設置時間間隔不大于1/10f2、如果設置時間間隔為 0.1s,那么你最低可以看到1HZ的 頻率本例子中我們不關心 1HZ和0.1S，所以HL01和HL03就很 合適了。注意：我們應該在滿足關心目標的前提下選擇最簡單的 模型，這樣才能夠提高運行速度，節(jié)省CPU的使用。1.5例4:占空比的設置目標：介紹被占空比控制的數值繪制不同壓力下的流量曲線第一步：建立系統(tǒng)設置參數1.建立圖示系統(tǒng)用到了兩個新的元件：（1）3位4通換向閥（2）占空比設 置元件（信號庫）2先利用首選子模型賦值3.設置占空比UD00的參數如下:TitleValueduration oFstage 1 |司

18、1 |output at start of stage 2 null4Qoutput at end cf stage 2 null40duration of stage 2 s3output at start of stage 3 null*40output at end of stage 3 null-40duration of stage 3 s3注意：如果不進行參數設置，他的數值將不會改變，伺服閥一直處于中位，馬達將不會工作。給伺服閥下面的設置：1 LC DO-1 user definBc diiv cjcla cilpd idl 耳巧11D24 Time |s 63W4.選擇方向閥伺服

19、閥的參數采用默認的就行，不過理解它的參數對于理解控制信號的設置很有作用。初始值的設置為-1，0，1，分別代表了 3個位置。接下來的12項都是為了控制幾條通路的不同狀態(tài)而設置的。當伺服閥設置為1時，P-A,T-B ;如果為-1,貝U P-B,T-A。當位置為0時，沒有流量?？梢栽O置流量和壓降特性。Critical flow number沒有多少意義，可以保存為默認設置?？梢岳胔elp 查看每一元件的幫助文檔。方向閥的開啟電流設置為 40mA，也就是說大于這個值的時 候方向閥就要開始換向。5在參數設置模塊里面，將不連續(xù)輸出設置為可用。6. 進行仿真7選擇溢流閥，并獲得溢流閥出口流量、壓力和進口壓

20、力， 繪制在一幅圖里第二步：繪制溢流閥不同壓力下的流量曲線這是 2 通閥的一個重要的使用參數。1.通過視圖菜單打開觀察視口。2.選擇溢流閥的三個參數到后處理列表3.右擊新建一個后處理列表 A4=A3-A2 本實驗是為了說明溢流閥的某一特性而設立的， 可以學習如 何獲得中間變量。1.6 例 5：液壓缸的位置控制 目標：運用比例控制系統(tǒng)來實現一個循環(huán)的液壓系統(tǒng) 觀察使用不等面積液壓缸的影響 觀察伺服閥的飽和狀態(tài)研究控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性 本系統(tǒng)是利用液壓缸驅動一含有位置傳感器的載荷。 位置傳 感器將信號傳遞給一比較器， 比較器將反饋信號和控制信號進行 對比，得出一差值，利用這一差值來控制伺服閥

21、驅動液壓缸工作， 繼續(xù)反饋，周而復始。第一步：建立液壓系統(tǒng)，設置參數1.建立系統(tǒng)保存為 actuator2.賦予首選子模型3. 給下列模型賦值34止 EBdBilNu mbfir on al tkdh ilVSI-Bmjdufctri io mn|叩州 rrDHHr sitrrG%UDOD1dLT-alio afstagt 1 s1rueful 4 r d pf rSqm 2 nUqoadjaliaA23nd事 in 誥 s-Lrl解 3 nd 1QJ9DutjpUl M cr d cf 3 hit e 3 |ndO2Etiradla*! 口 eiDLEfi ul st starlge 4 n

22、* 勺與ducipuI M vr d of lpi 4ITndQdunlo-W # 滬 4 可3Ddp m A K-ijrl CE a go & 1巾 JI dixu1 H rd of state 5 |nU0磋2血“1H M 乎1 ri JQ1ODD円Ul M 4rdi |nMi100Dri ve rmtjpjil qu en vf p be冉fic dhilniafiil iflbt HlfU1rJEodcu n-nrit mAJn ar fn_ si gnE Hutp -Jt 1 n|10陰03fl*ri rwlfw斗t1*.* f u 鼻n (fw q注意：HJOOO是一個不等缸徑的液

23、壓缸，這可以在結果處理 中展示出來外部力被設置為恒定的1000N位置傳感器的放大倍數為 10，控制信號也被放大十倍，意 味著控制信號里面代表的直接就是液壓缸的行程。4. 設置HJOOO參數的時候，可以查看它的外部變量。解釋他們的意思：速度和位移是以活塞桿推出來確定的， 也 就是說使活塞桿推出的速度和位移為正， 而力是阻力，也就是說 減小速度時才為正。第二步：運行仿真，繪制結果1仿真時間12S，時間間隔0.05S2.繪制下列曲線在同一幅圖中繪制液壓缸位移和控制信號液壓缸活塞腔和活塞桿腔的流量曲線泵出口流量和溢流閥出口流量曲線3. 繪制相加點的位置曲線AlEFLul - 1cX4嘗試改變和溢流閥相

24、連接的比例環(huán)節(jié)、自然頻率和阻尼率5高的比例環(huán)節(jié)讓系統(tǒng)不穩(wěn)定6嘗試引入一無控制作用區(qū)，大約上升 10%泵的流量的正負是這樣規(guī)定的：從泵往外流的流量記為正，反之為負。7繪制HJOOO的兩個流量圖對于執(zhí)行機構來說，流量的正負是這樣規(guī)定的： 流入執(zhí)行機 構的流量方向為正，流出為負。當然，由于兩腔面積的不同，流 量也有所不同。8.繪制閥芯位置曲線A1KP1就-112 to|iB Edl VlRS* I00I5 tlMp|盤1口色勻號* i H匸IttJ也民R1.7例6:解析分析目標：建立一個簡單的液壓懸架的例子解析分析AMESIM標準運行批量運行線性分析液壓缸有兩個節(jié)流口連通了液壓缸的兩個腔室， 就構成

25、了一 個液壓彈簧。這就可以應用在卡車的駕駛室上面。 每一個懸架上 的載荷是250Kg。步驟1:建立系統(tǒng)，運行仿真1建立系統(tǒng)并選用首選子模型通過力學分析可以求得需要的活塞桿的直徑，這里我們設置40/20mm。2設置下列參數SubmodelP num efer titleVdluetuooorod splicBnrwiit m0.15pcstcmi|mm)40damater ol rod |mm20an-gteod makes witfi horizootal degree9Qtolil mass bting mo/BdOROQQQtbothparam ettr set for pressure

26、dropdroMow rate pair3.運行仿真10s。通過運行結果可以看出兩個問題：問題1 :開始值很差問題2:蓄能器的100bar起始壓力沒有考慮進來。問題1的解決方法：1在參數模式下選擇設置-設置最終值這會給狀態(tài)變量一個合理的起始值，你會發(fā)現活塞會從中位緩緩地運動2.重置下列參數SubtnDdelPorisnieier 誠 be*ValwHjcrorod HispUfsmBM m0J5rod03再次運行仿真，會發(fā)現液壓缸在中位時處于平衡狀態(tài)問題2的解決方法：蓄能器的兩個可變參數是預壓力和容積。因為蓄能器是一個 彈簧，所以它的預壓力必須要小于平衡時的壓力。液壓缸里面的液體量和活塞桿的位

27、置有關。 可以算的液體量 的最大變化是0.1L，所有蓄能器的容量應該稍大于 0.1但絕不能 是 10L。第一步：研究彈簧系數1.設置下面的參數SubmodelParam eter titleValuegas precharge pressure b&r10accumulator volume L0,5(1) 運行仿真，確定這些參數不會影響平衡位置這些值應該影響彈簧剛度但不應該影響平衡位置(2) 設置下面參數SubmodelParameter titleValueUDOOoutput nt slArt of slagt 1 null0Output at end of Etage 1 rdlQ|du