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  • http://www.denggaochechuzu.com/ 三水云梯车出租, 南海云梯车出租, 清远云梯车出租      利用MATLAB/Simulink 对气动系统的排气回收过程进行仿真模拟研究过程?
    新闻分类:公司新闻   作者:admin    发布于:2020-11-224    文字:【】【】【


              三水云梯车出租, 南海云梯车出租, 清远云梯车出租      利用MATLAB/Simulink 对气动系统的排气回收过程进行仿真模拟研究过程?      由于有限次数的实验不足以揭示系统的变化规律,所以为在实验之前充分了解系统活塞的速度与位移、有杆腔与无杆腔的压力、气罐内气体压力等特性,利用MATLAB/Simulink 对系统的排气回收过程进行仿真模拟研究。



               1 MATLAB 简介:MATLAB 主要包括MATLAB 与Simulink,它具有开发算法、处理信号、分析及计算数据等功能,其在一个环境中将数值分析、非线性动态系统的建模与仿真等进行集成,为众多科学领域提供了一种全面的解决方案,主要用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯等领域。其具有以下特点: (1)编程高效。MATLAB 比其它语言更接近计算的思维方式,它允许使用数学形式的语言进行编程语言功能强大,编程高效,完成复杂的任务有时仅用一条语句。(2)使用方便。MATLAB 使用方便、所需学习时间少。用户可以在同一画面进行编写、修改、调试等操作,所以MATLAB 语言不仅是语言还是语言调试系统。(3)扩充能力强大。不仅可以直接调用库函数进行复杂运算,用户还可以自己建立新的库函数,交互性好,便于程序员使用以前的程序,避免重复。(4)语句简单。每个函数由函数名、变量组成,即使是同一个函数名,只要变量不同,其代表的含义就不同,使得.m 文件简单。(5)绘图方便。它具有一系列绘图函数,在进行绘图时,只需调用不同的绘图命令,这是通用编程语言所不及的。MATLAB 语言优点众多,所以被广泛用于研究和解决各类问题。在MATLAB 中,计算简单的数学模型可由单独的命令或者几个命令构成的表达式来完成,然而对于较复杂的问题须编写MATLAB 程序。MATLAB 程序由MATLAB 命令和表达式组成的,并按照规定顺序运行。用MATLAB 语言编写的程序称为M 文件,其扩展名为.m,M文件又分为脚本M 文件和函数M 文件两类。



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               2 系统的仿真算法: 由于气动系统是一个非线性的动态系统,因此先将系统离散化,然后在误差允许范围内进行求解,在求解时以时间为标准进行离散,以千分之一秒为一个仿真步长。上述所建立的表达式均为微分方程,因此在编写仿真程序时,采用龙格—库塔法对模型进行求解。龙格—库塔法是一种高精度的单步算法,被广泛应用于工程上。此算法的精度高,同时抑制误差,所以实现的原理较复杂。Runge—Kutta 法通过计算不同的点上对应的函数值,然后线性组合这些函数,构造出近似的公式,并将其和微分方程的解的泰勒展开式进行对比,从而使近似公式达到一定的精度。进行求解时,首先给定已知参数的初始条件和范围,然后使用龙格—库塔法进行求解,得到数值解,使用MATLAB 保存。对模型进行仿真得出两腔的压力、活塞的速度与位移、气罐内气体压力的变化规律,循环次数与气罐内气体压力、排气腔压力的关系。


     
               3 仿真结果与分析:利用MATLAB/Simulink 中的相关模块来建立仿真框图对上述模型进行仿真,得到气动回路的主要动态特性。排气回收回路的仿真参数,将供气压力设定为0.6MPa。基于编写的程序,对模型进行仿真,得到无因次速度、无因次位移、进排气腔无因次压力以及气罐内气体压力的仿真曲线,并得到循环次数与气罐内气体压力、排气行程消耗时间的关系图。 活塞在初始的某一段时间内没有位移,这是因为初始时刻有杆腔(驱动腔)的推动力小于所有的阻力之和,无法推动活塞退回;图进气腔压力先上升后下降,出现这种趋势的原因是当摩擦力从静摩擦力变成动摩擦力时,活塞加速运动,导致工作腔的体积较快的增加,而进气流量的增加量相对有杆腔的容积增加较小,导致气体发生膨胀现象,压力开始下降,由于完成整个行程所用时间较短,腔室内的压力没有再次达到供气压力,从理论上分析,当活塞等速运动时,进气腔压力会在很短时间内达到供气压力。随着循环次数的增加,气罐内压力增加,排气行程消耗时间增加。当循环指数大于26 时,排气行程消耗时间开始急剧增加,但回收气罐压力增长缓慢。主要原因是随着气罐内压力的逐渐增大,排气腔压力与气罐内压力差逐渐减小,进入气罐内的气体逐渐减少。当排气腔的初始压力与气罐内气体的压力即将相同时,气罐内的气体的压力发生变化时所用的时间增加,而且回收的气体在减少。因此,当供气压力为0.6MPa,回收气罐容积为5L 时,最佳循环次数为26 次。



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    点击次数:331  更新时间:2020-11-22  【打印此页】  【关闭
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