气缸低速爬行时建模与仿真研究

【摘要】气动技术具有高速高效、低成本、清洁安全、易维护等优点，广泛应用于工业生产中，是生产过程机械化和自动化的有效手段之一。随着传感技术、通信技术的不断发展，对气动系统低速运行时的特性有了更高的要求。计算机仿真技术在科学研究、军事、教育、工业、交通等领域已得到大量应用，对气动系统仿真模型的建立及气缸低速摩擦力特性的研究具有十分重要的意义。利用气体状态方程和热力学方程等推导出通用的气体流量、温度压力的一阶微分方程。从摩擦学的角度分析摩擦力和爬行机理，结合Stribeck效应和Karnopp分段模型推导出气缸摩擦力的数学模型，为建立气动元件和系统仿真模型奠定理论基础。以SMC的CEP1系列单杆双作用气缸和SMC的VQ100系列通直动式开关阀为物理模型，在AMESim环境下建立相应的元件仿真模型，并对气动仿真元件加以验证。充分利用AMESim在系统仿真建模简单、方便的长处，以及Matlab/Simulink数据处理能力方面的优势，将两款软件接口建立气动系统联合仿真模型。通过对仿真结的对比分析，检验Simulink中控制部分设计的合理性和可行性。利用联合仿真模型研究气动系统低速运行时摩擦力特性，观察不同工作压力、负载、缸径的条件下气缸速度波动情况和响应速度，来判断气缸爬行程度，总结气缸摩擦力特性在工作压力、负载和缸径因素影响下的变化规律。
【作者】刘欣岩；
【导师】王振波；
【作者基本信息】哈尔滨理工大学，车辆工程，2012，硕士
【关键词】气动系统；低速；爬行；联合仿真；摩擦力；

【参考文献】
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