基于AMESim的電液伺服系統頻寬分析

陳猛 鄒昶方 杜預 樊繼開

摘 要：傳統分析電液伺服控制系統的頻寬需要進行數學模型推導及線性化處理。本文建立基于AMESim的電液伺服系統頻寬分析模型，并對系統的數學模型進行推導。利用該AMESim模型和數學模型對典型的電液伺服系統頻寬（-3dB）進行了分析。

關鍵詞：液壓伺服；頻寬、AMESim；數學模型

1 緒論

電液伺服系統要求高動態、高響應性能，因此要求系統具有較大的頻寬。[1-3]而目前常用的方法是對電液伺服系統的數學模型進行推導，這樣要對壓力流量的計算要求線性化的同時也會帶來較大的誤差。本文建立AMESim的電液伺服系統頻寬分析模型，利用該模型可以得到較為精確的系統頻寬。

2 電液伺服系統工作原理

電液伺服系統是是一種反饋控制系統，主要由電信號處理裝置和液壓動力機構組成。典型電液伺服系統通常包含液壓泵、伺服閥、液壓缸、反饋位移傳感器、指令元件等部分，如圖1所示。

3 電液伺服系統數學模型

電液位置控制系統的數學模型推導過程如下所示：

4 電液伺服系統AMESim頻寬分析

本文的基于AMESim的電液伺服系統頻寬分析模型，包括恒壓變量泵、伺服閥、液壓缸、指令運算、反饋位移傳感器、頻率分析儀等子模型，如圖2所示。工作時使電液伺服系統建立額定壓力；頻率分析儀發出不同頻率、相同幅值的正弦信號，經過頻率分析儀分析后得出電液伺服系統的頻寬。

圖3表示利用本文頻率AMESim分析模型和推導的數學模型結果，從中可以看出電液伺服系統的頻寬（-3dB）為28Hz，滿足技術要求。同時，AMESim分析模型和推導的數學模型的頻寬具有很好的一致性。

5 結論

本文分別使用了AMESim頻寬分析模型和數學模型對電液伺服系統的頻寬進行了分析，兩者的結果具有很好的一致性。利用AMESim頻寬分析模型避免對電液伺服系統進行線性化頻率分析，該模型對系統進行非線性的頻寬分析，避免了復雜的數學模型推導。

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