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http://www.panyuludengchechuzu.com/ 南海升降车出租, 三水升降车出租, 清远升降车出租      基于排气回收的气缸驱动系统模型的建立与仿真方法?
新闻分类:公司新闻   作者:admin    发布于:2020-11-244    文字:【】【】【


         南海升降车出租, 三水升降车出租, 清远升降车出租      基于排气回收的气缸驱动系统模型的建立与仿真方法?     为深入研究基于排气回收的气缸驱动系统的动态特性,从能量方程、压力状态方程、运动方程和质量流量方程等方面建立系统的基本数学模型,为更方便的研究问题,选取合适的参考值将基本数学模型转变为无因次模型,利用MATLAB/Simulink 对无因次模型进行仿真模拟,并对仿真结果进行分析。


       1 排气回收系统及其构成: 传统的气动回路中,气缸进气腔一直进气,排气腔一直排气,导致排气具有的能量被大量浪费,因此本文提出基于排气回收的气动集成系统,系统及其构成如下。基于排气回收的气缸驱动系统原理图,系统由气缸、电磁阀、传感器、气罐、单向阀等组成。气缸的无杆腔和有杆腔分别被定义为a、b 腔,a、b 腔以及气罐内气体的压力分别被定义为Pca、Pcb 和Pt。电磁阀依次被命名为V1、V2、V3,分别代表阀4、5、8,V1、V2 控制无杆腔的进排气,V3 控制有杆腔的进排气,传感器6、10 分别检测气缸无杆腔压力和气罐内气体压力。为讨论气罐内气体压力对系统的影响,定义ca t= P P 为切换判据。基于排气回收的气缸驱动系统工作原理如下:活塞位于左行程终点时,V1 失电,V2 得电,压缩空气流入气缸a 腔驱动活塞右行,此时,V3 失电,b 腔气体排入大气中。活塞到达右行程终点时,V3 得电,压缩空气流入气缸b 腔驱动活塞向左运行,若λ>1,V1、V2 失电,a 腔内气体通过V1、V2 以及单向阀流入气罐;若λ≤1,V1 得电、V2 失电,a 腔内气体通过V1、V2 排入大气,实现排气回收的目的。系统的工作流程:初始化V1、V3失电,V2得电压缩空气进入a腔,活塞右行,b腔气体排入大气若x<LV3得电Pca/Pt>1V1、V2失电V2失电、V1得电压缩空气流入b腔,活塞左行,a腔气体流入气罐压缩空气流入b腔,活塞左行,a腔气体流入大气若x≤-L结束。


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      2 模型的建立: 基本数学模型的建立,考虑到气体在传输过程中的状态会发生变化以及在气缸内部的气体可能产生冲击现象,因此对系统进行精确建模是不可能的。为便于研究,作出下列假设:(1)系统所用气体遵循理想气体状态方程;(2)气源为恒压源,忽略系统内外泄露和管道损失,进、排气口的有效面积相同;(3)压缩空气流动为稳定的一维状态相当于空气通过喷嘴收缩的流动,供气温度和大气温度相同。根据以上假设,建立系统排气回收过程的基本数学模型,具体形式如下。

 
      活塞受到的力为有杆腔内气体向左的驱动力、无杆腔内气体向右的阻力、大气压对活塞杆的阻力以及活塞与缸壁之间的摩擦阻力。本文中认为摩擦力是库仑摩擦和粘性摩擦之和,粘性摩擦力是活塞速度的线性函数。本文认为右侧是向量的正方向,活塞的速度由牛顿第二定律得出压力方程通过推导理想气体状态方程可以得出每个腔内的压力变化。


     气罐内压力方程不考虑温度的变化,气罐中气体的压力变化如下:无因次化可将基于绝对量的研究转化为基于相对量的研究,更能反映现象的本质。因此在此采用无因次分析的方法可以把众多物理量变为无因次量,减少物理参数,更为方便的研究问题。所以通过选取合适的基准值将基本数学模型写成如下所述的无因次模型,基准量和无因次变量。



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点击次数:41  更新时间:2020-11-24  【打印此页】  【关闭

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