[发明专利]负载敏感控制轴向柱塞泵虚拟样机的建立方法

说明书

技术领域

本发明涉及轴向柱塞泵虚拟样机技术领域，特别是一种负载敏感控制轴向柱塞泵虚拟样机的建立方法。

背景技术

最近几年石油价格不断的上涨，能源越来越紧缺，节能型的液压系统就成为工程机械的发展方向和趋势。目前，工程机械的节能技术就成为了国内外挖掘机生产企业的重要研究课题。负载敏感泵控系统由相应控制阀感应外部信号改变泵自身输出的流量和压力来匹配负载，避免了一般液压系统中由于溢流阀和节流阀带来的溢流和节流损失，使其具备了能量损失小、效率高的特点，如今得到广泛的运用。

广泛的应用加上现代“先进制造业”技术的发展，于是对变量柱塞泵的性能提出了更高的要求。为研究和设计高性能的柱塞泵，单纯运用传统的物理实验法，费工费时，变更参数或条件困难，有时甚至无法实现。并且柱塞泵的某些构件的弹性变形存在非线性惯性耦合，液压系统又大量存在非线性环节，若采用通常的理论分析法，其结果往往与实际相差甚远。

随着计算机运算能力的不断增强和微电子传感技术的发展，使得基于虚拟样机技术的轴向柱塞泵的仿真技术和基于模型泵思想的轴向柱塞泵的试验技术发展了起来。虚拟样机技术是一项新生的工程技术。可以在计算机上建立机械系统的三维模型，模拟在现实环境下系统的运动和动力特性，它以对象的动力学/运动学模型为核心，其他相关模型为补充。在轴向柱塞泵/马达中的某些构件的弹性变形存在非线性惯性耦合，液压系统也存在大量非线性环节，虚拟样机技术的发展为这类非线性复杂系统进行精确的仿真研究提供了可能性。利用虚拟样机技术，改变参数方便，与客观实际一致性好，省时省力，可缩短研究周期，提高研究质量。虚拟样机的分析方法完全按照对象最本质的因素建模，在动力学特性上非常接近于物理样机，因而对虚拟样机的仿真评估可以代替对物理样机设计性能的评估。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负载敏感控制轴向柱塞泵虚拟样机的建立方法，该方法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。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种负载敏感控制轴向柱塞泵虚拟样机的建立方法，包括以下步骤：

步骤1：在动力学仿真软件ADAMS中建立轴向柱塞泵的动力学模型，在液压系统仿真软件AMESim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发生联系的相关状态变量与参数作为两个模型之间的传递参数，利用ADAMS软件建立软件接口，然后在AMESim软件中加载接口文件；

步骤3：通过动力学模型和液压系统模型之间的实时数据传递，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ADAMS软件中，在动力学模型中计算斜盘倾角的变化；将动力学模型中的斜盘倾角、变量控制活塞缸上的受力传递到AMESim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腔油液的压力，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。

本发明的有益效果是：

1、分别建立轴向柱塞泵的动力学模型和液压系统模型，进行联合仿真分析，充分利用软件各自的优点，使建模过程更为简单，且使各软件的积分器对各自建立的模型方程的计算更有针对性，结果更准确。

2、利用虚拟样机技术对负载敏感控制轴向柱塞泵进行虚拟性能测试，对柱塞泵的动力学模型和液压系统模型进行联合仿真，可以详细展示柱塞泵内部各运动部件的运动学动力学特性，找出影响泵动态响应的因素，从而更加深入了解柱塞泵内部特性，为同类型柱塞泵的优化设计建立理论基础。

3、通过建立虚拟仿真环境进行研究分析，可以降低实验成本，提高试验效率，缩短设计时间，对研究分析轴向柱塞泵的性能具有重要意义。

附图说明

图1是本发明实施例的的工作流程图。

图2是本发明实施例的的动力学模型和液压系统模型之间的数据传递关系图。

图3是本发明实施例的轴向柱塞泵的功率键合图。

图4是本发明实施例的轴向柱塞泵的液压系统模型。

具体实施方式

本发明负载敏感控制轴向柱塞泵虚拟样机的建立方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：在动力学仿真软件ADAMS中建立轴向柱塞泵的动力学模型，在液压系统仿真软件AMESim中建立轴向柱塞泵的液压系统模型；