基于MATLAB的液压仿真系统的研究_

第一章 绪论

第一章 绪论

1.1 引言

随着计算机技术的广泛应用，越来越多的机、电、液传动与控制领域的工程项目都可以借助于计算机的强大功能来弥补现实条件的不足，由此掀起了一场声势浩大的数字化革命。数字化技术在工程项目中最典型的是数控技术。数控技术是用数字元件代替了模拟元件，将工程项目的精度和效率都提高了一个层次，使劳动强度呈数量级的减少。

1.2 研究目标和现实意义

众所周知，在电液伺服控制系统中，偏差信号的检测、校正和初始放大等均采用电气、电子元件的实现。它们具有很大的灵活性，对信号的测量、校正、放大都比较方便。而液压动力元件响应速度快、抗负载刚性大。两者相结合，使电液伺服控制系统具有很大的灵活性和广泛的适用性。所以通常在信号处理部分采用电元件，从功率放大到执行元件采用液压元件，这样就构成了电-液系统。事实上，高精度的液压控制系统基本上都是采用电-液控制的。电液伺服系统与计算机相结合，可以充分的运用计算机的信息处理能力，使系统具有更复杂的功能和更广泛的适应性。

机电液混合控制领域的液压系统设计师为了实现参数优化和方案优化，获得最佳设计，要做很多工作。其中最重要、目前最为迫切需要解决的问题就是实现高质量的计算机数字仿真[1]。因为高质量仿真可以帮助设计师在设计阶段就能准确地预测出先前设计对象（液压元件或液压系统）具有的静动态特性，以及功率消耗、效率、发热等技术经济指标情况，及时发现和克服设计中的弱点，有效地进行设计参数和方案的比较、优化工作，以此为基础指导物理样机的调试工作，可大大缩短调试周期，避免材料能源浪费。特别是对于越来越复杂的现代液压系统设计来说，提高计算机仿真质量，就更显出其迫切性。液压系统的动态仿真对于研究系统的动态特性，改进系统的设计，改善系统的性能有着重要的意义。

系统的仿真是建立在系统建模基础上的。系统建模的目的是要建立一个可以充分反映系统属性的数学模型，从而能够提供准确的、易于了解的通信模式。而模型求解是对现实结果的预先得出，它对模型的合理性及其改善空间有着直接的体现。

液压系统的传统建模方法已经难以满足这种要求。摆脱繁琐无序的、经验的、类比的、依靠实体实验的传统建模方法，建立科学的、逻辑的、与现代计算机技术有机揉合成一体的先进建模方法，才能促进流体动力控制技术的快速向前发展，已成为共识[1]。

然而液压回路和液压元件种类众多，液压系统设计者如果采用传统的经验的建模方法，需要花费大量的时间和精力，无形中降低了设计的效率。如果设计者想通过编程实现，这又要求设计者掌握特殊的建模编程方法。基于此，本文作者设计了一种系统仿真平台，采用系统仿真平台可以很好的解决这些问题，利用仿真软件强大的分析处理能力，对系统进行设计与验证；利用可视化的优势，实时给出直观结果；利用元件库的存储功能，可以节省大量对典型元件及回路设计的重复劳动。