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基于AMESim的电液伺服系统频宽分析

范文

陈猛邹昶方杜预樊继开

摘要：傳统分析电液伺服控制系统的频宽需要进行数学模型推导及线性化处理。本文建立基于AMESim的电液伺服系统频宽分析模型，并对系统的数学模型进行推导。利用该AMESim模型和数学模型对典型的电液伺服系统频宽（-3dB）进行了分析。

关键词：液压伺服；频宽、AMESim；数学模型

1 绪论

电液伺服系统要求高动态、高响应性能，因此要求系统具有较大的频宽。[1-3]而目前常用的方法是对电液伺服系统的数学模型进行推导，这样要对压力流量的计算要求线性化的同时也会带来较大的误差。本文建立AMESim的电液伺服系统频宽分析模型，利用该模型可以得到较为精确的系统频宽。

2 电液伺服系统工作原理

电液伺服系统是是一种反馈控制系统，主要由电信号处理装置和液压动力机构组成。典型电液伺服系统通常包含液压泵、伺服阀、液压缸、反馈位移传感器、指令元件等部分，如图1所示。

3 电液伺服系统数学模型

电液位置控制系统的数学模型推导过程如下所示：

4 电液伺服系统AMESim频宽分析

本文的基于AMESim的电液伺服系统频宽分析模型，包括恒压变量泵、伺服阀、液压缸、指令运算、反馈位移传感器、频率分析仪等子模型，如图2所示。工作时使电液伺服系统建立额定压力；频率分析仪发出不同频率、相同幅值的正弦信号，经过频率分析仪分析后得出电液伺服系统的频宽。

图3表示利用本文频率AMESim分析模型和推导的数学模型结果，从中可以看出电液伺服系统的频宽（-3dB）为28Hz，满足技术要求。同时，AMESim分析模型和推导的数学模型的频宽具有很好的一致性。

5 结论

本文分别使用了AMESim频宽分析模型和数学模型对电液伺服系统的频宽进行了分析，两者的结果具有很好的一致性。利用AMESim频宽分析模型避免对电液伺服系统进行线性化频率分析，该模型对系统进行非线性的频宽分析，避免了复杂的数学模型推导。

参考文献：

[1]马长林，黄先祥，郝琳.基于AMESim的电液伺服系统仿真与优化研究[J].液压气动与密封，2006（01）：35-37.

[2]Sirouspour M R，Salcudean S E.On the nonlinear control of hydraulic servo-systems[C].IEEE International Conference on Robotics and Automation，2000.Proceedings.ICRA.IEEE Xplore，2000：1276-1282 vol.2.

[3]Li S，Song Y.Dynamic response of a hydraulic servo-valve torque motor with magnetic fluids[J].Mechatronics，2007，17（8）：442-447.

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