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基于simulink的回路仿真

图3.1待仿真气动控制系统仿真模型
建立仿真模型时,将输入 定为常数1,常数 设为1, 设为1时,输出的图像如图3.2所示(理论上应该是一阶系统的单位阶跃响应)。横轴为时间 ,纵轴为活塞位移 。
图3.2活塞位移 -特性曲线
,响应较慢。增大时间常数,将 设定为10,其余参数不变源自此时 。仿真系统输出图像如图3.3。
图3.3活塞位移 -特性曲线( )
比较两条曲线,可以发现,时间常数越小,响应越快。活塞位移 大概经过5 得到稳态值,且稳态值与输入位移 一致。
其中, 为常数。这使得补给的气流进入活塞的左侧,则
但是,由于
其中, 为气缸的横断面面积,那么有
则有
其中 。上式表明,活塞位移 与挡板位移的时间积分成正比,且输入 与输出 之间的关系式为
也可以写成
其中
得出方框图如图2.1所示
图2.1待仿真气动控制系统方框图
3.气动控制系统的仿真模型
根据方框图可知,该系统为一阶系统,在simulink中建立系统的仿真模型,如图3.1所示。
1.待仿真气动控制系统介绍
如图所示,该气动控制系统用于由低压水平输入位移 提供一个高压水平输出位移 。本文将仿真输出位移-时间( )曲线,由曲线分析该系统的控制情况。
图1.1待仿真气动控制系统
2.气动控制系统的数学模型
如上页图中所示,如果输入是向左的位移 ,输出是向右的位移 ,则沿着连杆在它们中部的误差连接杆以图示方向移动一个距离 。喷口处挡板的移动为 ,其中 是常数,它可以通过改变增益而变化。这可通过相对于喷口移动挡板的上端来实现。如果可以忽略负载中的惯性和摩擦,气缸每侧的压力将保持恒定。如果假设流经喷口的空气量 随着挡板的位移而线性变化,并且当挡板位于喷口的中心时等于 ,那么当挡板向左移动时,由左喷口减少的气流为
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