负载敏感控制轴向柱塞泵虚拟样机的建立方法

摘要

本发明涉及一种负载敏感控制轴向柱塞泵虚拟样机的建立方法，包括：步骤1：在动力学仿真软件中建立轴向柱塞泵的动力学模型，在液压系统仿真软件中建立轴向柱塞泵的液压系统模型；步骤2：将动力学模型和液压系统模型仿真过程中存在关联的相关状态变量与参数作为两个模型之间的传递参数，建立软件接口；步骤3：利用动力学模型和液压系统模型之间的软件接口进行实时数据传递，进行联合仿真。该方法利用机液耦合联合仿真技术，充分发挥了动力学仿真软件在机械系统仿真方面及液压系统仿真软件在控制系统仿真方面的优势，进行联合仿真，有利于提高轴向柱塞泵虚拟样机仿真结果的准确性，降低实验成本，提高试验效率，缩短设计时间。

主权项

一种负载敏感控制轴向柱塞泵虚拟样机的建立方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：在动力学仿真软件中建立轴向柱塞泵的动力学模型，在液压系统仿真软件中建立轴向柱塞泵的液压系统模型；步骤2：将动力学模型和液压系统模型仿真过程中存在关联的相关状态变量与参数作为两个模型之间的传递参数，建立软件接口；步骤3：利用动力学模型和液压系统模型之间的软件接口进行实时数据传递，进行联合仿真：将液压系统模型中柱塞腔的压力、大小变量控制活塞缸内的压力、主轴转速变化传递到动力学仿真软件中，在动力学模型中计算斜盘倾角的变化；将动力学模型中斜盘倾角的实时变化情况、变量控制活塞缸上的受力传递到液压系统仿真软件中，在液压系统模型中计算各个时刻轴向柱塞泵出口的压力变化和变量控制活塞缸内的压力，从而进行动力学模型与液压系统模型的联合仿真；步骤4：分别在动力学仿真软件和液压系统仿真软件中查看仿真结果；在PRO/E软件中建立轴向柱塞泵的三维实体模型，利用PRO/E软件与动力学仿真软件ADAMS的软件接口，将所述轴向柱塞泵的三维实体模型导入ADAMS软件中，利用ADAMS软件对所述轴向柱塞泵的柱塞、变量机构及斜盘推杆的动力学特性进行分析，建立所述轴向柱塞泵的动力学模型；在液压系统仿真软件AMESim中，建立功率键合图对所述轴向柱塞泵进行分析，忽略对结果影响不大的因素，简化轴向柱塞泵的非线性因素，然后建立所述轴向柱塞泵的动、静态性能液压系统模型；其中，轴向柱塞泵动力学模型建立过程如下：1）、将三维实体装配总成在PRO/E中打开，则自动出现Mechanism/Pro模块的操作界面；2）、定义刚体，选用By Selection方法，逐个定义刚体，并为刚体命名，为了简化模型，将一些没有相对运动的部件定义为同一刚体，将壳体定义为大地，作为其他运动部件的运动参考基准；3）、定义约束，壳体：包括前端盖和壳体，斜盘耳轴和壳体轴瓦轴线重合构成圆柱副；前端盖上固定着的大小变量活塞杆和大小变量活塞缸形成圆柱副，并且定义这两者之间的接触；配流盘，轴承和壳体之间定义固定副，这两者之间没有相对运动；轴：和轴承定义转动副，并和缸体定义固定副，以带动缸体转动；斜盘：和壳体耳轴之间定义圆柱副，要注意定义约束是刚体选择的顺序，斜盘为first RB，壳体为second RB，并且装配要满足斜盘倾斜角度18°，柱塞和滑靴的轴线夹角也要装配在18°；滑靴：和柱塞构成球副，和斜盘构成平面副，要注意定义约束时，刚体选择的顺序，滑靴绕柱塞运动，滑靴选为first RB，柱塞为second RB；柱塞：柱塞和缸体之间有往复的直线运动，在柱塞与缸体之间添加圆柱副，约束两者之间2个旋转和2个平移自由度，保留轴线方向的平移运动和旋转运动，柱塞和缸体之间有往复运动，并且在圆柱副的约束下随缸体做旋转运动；缸体：缸体中装有柱塞，柱塞上止点的位置跟缸体放置的角度有关；大小变量活塞缸：除了跟前端盖之间定义圆柱副及接触外，还要与斜盘之间定义接触；4）、定义所需的marker点，在PRO/E环境中利用实体的特征，定义marker点较为方便；5）、单位统一；6）、导入ADAMS；7）、最后，完成轴向柱塞泵虚拟样机的动力学模型。