【正文】 析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號參數(shù)和測試數(shù)據(jù)的定義。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細、貼近實際、效率高、靈活等優(yōu)點，并基于以上優(yōu)點Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號處理的復雜仿真和設(shè)計。而對于液壓缸來說，相當于對液壓缸輸入一個負的流量，從而使得液壓缸中的流量減少，所以液壓缸的總體模型都不變。此處單向閥相當于一個液阻，單向閥的模型可以得到：式中：—通過單向閥的流量 —單向閥液阻， —單向閥進口壓力 —單向閥出口壓力則單向閥流量方程為：節(jié)流閥是一種最簡單又最基本的流量控制閥，它是借助于控制機構(gòu)使閥心相對于閥體孔運動，以改變閥口的過流面積從而調(diào)節(jié)輸出流量的閥類。泵的液導取經(jīng)驗值為：泵出口容積為：油液的彈性模量取：取進口壓力為：將以上參數(shù)代入模型中，可以得到如下方程： 單向閥的數(shù)學模型在液壓系統(tǒng)中，忽略單向閥開啟動態(tài)特性，單向閥一打開，其作用就相當于一個液阻元件，將單向閥的液阻簡化成線性液阻，其模型形式(流量方程)為:式中：—通過單向閥的流量 —單向閥液阻， —單向閥進口壓力 —單向閥出口壓力則單向閥流量方程為： 比例流量閥的數(shù)學模型比例流量閥是由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)而成的組合閥。電梯上行時，電磁溢流閥失電，溢流閥不溢流?！獑蜗蜷y，開啟后為一個液阻元件。分析液壓系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)就是分析系統(tǒng)中組織液壓元件模型的方式。首先要根據(jù)具體工況進行分析，并建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，然后對模型進行求解來分析系統(tǒng)動態(tài)特性和預(yù)測系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)?？梢赃x用上海立新液壓件廠引進樂力士系列DBW電磁溢流閥[17]，壓力范圍：，公稱通徑為32mm，額定流量為。對低壓系統(tǒng)。導管內(nèi)徑d，可根據(jù)導管通過的最大流量和允許的流速進行計算：查取資料可選?。? 壓力管流速：當壓力時，取，當時，??；當時，取 回油管路流速： 吸油管路流速：則依次可以計算各個管路的內(nèi)徑： 泵出油口的管路內(nèi)徑：取 回油口的管路內(nèi)徑：取 吸油口的管路內(nèi)徑：取 管道壁厚計算計算管道壁厚的方程式為：管道壁厚工作壓力管道內(nèi)徑油管材料許用應(yīng)力.，無縫鋼管的，n為安全系數(shù)，當時n=8，可知：泵出油口管道壁厚： 取回油口的管道壁厚： 取吸油口的管道壁厚： 取 油箱設(shè)計油箱在液壓系統(tǒng)中主要功用是儲存液壓系統(tǒng)所需的足夠油液，散發(fā)油液中的熱量，分離油液中氣體及沉淀污物，為系統(tǒng)提供元件的安裝位置，使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。綜合考慮液壓缸的結(jié)構(gòu)，第三級液壓缸的流量為有效負載流量：采用液壓泵的轉(zhuǎn)速為1500r/min，采用液壓泵的型號為GR608M600。動密封件的摩擦阻力要小，即摩擦系數(shù)要小而穩(wěn)定，特別是靜、動摩擦系數(shù)差值要小。密封不好的液壓缸，不僅會污染環(huán)境、降低容積效率、增加功率損失，有時還會影響液壓缸的正常工作。經(jīng)過反復計算和查閱各種密封件規(guī)格資料，并結(jié)合實際情況參考同類產(chǎn)品規(guī)格，確定如下表21所示的三級同步伸縮液壓缸的型譜計算表[20]。當三級活塞位移變化時，容腔被壓縮了，排出油液進入容腔，使二級活塞現(xiàn)對三級活塞產(chǎn)生位移，即：可得： 進一步微分可得：再微分可得：同理可得到： 從以上分析可知：結(jié)構(gòu)上的近似相等的設(shè)計和被忽略的因素存在，多級同步伸縮缸不可能完全同步，一定存在同步誤差。所以液壓缸必須根據(jù)不同的機械系統(tǒng)和具體工況來設(shè)計，以達到設(shè)計效果。由于電控單向閥不采用間隙密封, 不會發(fā)生泄漏, 因此可有效解決液壓電梯的自動沉降難題。1. 泵 2. 電機 3. 單向閥 4. 電磁溢流閥 5. 比例流量閥 6. 手動節(jié)流閥 7, 8. 比例節(jié)流閥 9, 10. 液壓轎 11, 12. 電控單向閥 13, 14. 油缸15. 手動下降閥 16. 回油濾油器 17. 進油濾油器 18. 高壓濾油器 19. 壓力表開關(guān) 20. 壓力表 21. 油箱　　 圖22 液壓電梯液壓系統(tǒng)原理圖電梯上行需由泵源驅(qū)動。另外, 舊房改造對液壓電梯也將會有大量而迫切的需要。3）、電梯液壓系統(tǒng)的仿真建立起電梯液壓系統(tǒng)的數(shù)學模型后，就需要對根據(jù)數(shù)學模型來建立系統(tǒng)的仿真模型。這樣更直觀的模擬出了電梯在運行過程中的速度、壓力和位移的曲線的變化。隨著今后人民生活水平的日益提高, 多層建筑也將安裝電梯, 而液壓電梯則是最適宜的機種。需要輸入的功率大。2）、井道結(jié)構(gòu)強度要求較低。因此，盡管液壓電梯存在著提升高度低、速度低等局限性而受到曳引電梯的巨大挑戰(zhàn)，但上述優(yōu)勢使得液壓電梯依然在市場中占有可觀的份額，而且技術(shù)的進步使其依然具有很好的發(fā)展前景。其工作過程是這樣的:當液壓電梯上行時，電機帶動油泵迫使一部分油液進入油缸，推動柱塞以一定的加速度伸出油缸。油泵是將電動機輸入的機械能轉(zhuǎn)化為流動油液的壓力能。隨著人們居住條件的不斷改善，在一些舊房改建中需增設(shè)電梯的場合，不需頂層機房的液壓電梯將具有很大優(yōu)勢，特別是一些需要保證外觀及內(nèi)在建筑風格的古典建筑中安裝電梯，液壓電梯更是由于安裝方便、性能良好及較低的故障率成為用戶的最佳的通常也是唯一的選擇。近年來，國際市場上10層(高40M)以下的建筑中的電梯70%采用了液壓電梯[3]。近年來，液壓電梯以其獨特的優(yōu)勢，顯示出強大的生命力[8]。 Double straighttop。根據(jù)仿真結(jié)果分析，液壓缸在運行過程中速度振動較大，本論文將PID控制算法加入到系統(tǒng)中，采用積分分離PID控制方法對本液壓系統(tǒng)進行了仿真分析，結(jié)果顯示加入PID控制方法后系統(tǒng)穩(wěn)定性得到了提高，具有良好的工作性能。[4] 張健民、楊華勇，液壓電梯智能PID控制策略的研究，控制理論與應(yīng)用。 學生應(yīng)完成的任務(wù) （1）、收集資料，了解系統(tǒng)仿真技術(shù)的相關(guān)背景，翻譯相關(guān)的英文資料。應(yīng)用Matlab來對液壓系統(tǒng)進行建模仿真，以得到系統(tǒng)運行的速度、位移和壓力曲線，這樣可以更加直觀的分析系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，并對系統(tǒng)作出合理的調(diào)整，這樣減少了系統(tǒng)的誤差，使得系統(tǒng)運行更加平穩(wěn)。[3] 楊華勇、張健民，智能控制理論和液壓電梯，中國電梯。在建立了系統(tǒng)數(shù)學模型后，對液壓系統(tǒng)進行了仿真分析，得到了系統(tǒng)的速度、壓力和位移曲線，這就更直觀的反應(yīng)了系統(tǒng)的運行過程。s speed vibrated larger during operation. In this paper, PID control algorithm has been added to the system, used Integral separation PID control method for the hydraulic system’s simulation and analysis. The results showed that after adding PID control method ，system stability has been improved, and reflected the good performance.Keywords: Hydraulic Elevator。液壓電梯是多層建筑中安全、舒適的垂直運輸工具，也是廠房、倉庫中最廉價的重型垂直運輸設(shè)備。雖然19世紀中葉倫敦金融城區(qū)內(nèi)的辦公樓就開始使用液壓電梯，但真正大規(guī)模推廣使用是從50年代末開始，60年代進入持續(xù)穩(wěn)定增長期，70年代液壓電梯進入迅猛發(fā)展階段，80年代液壓技術(shù)更加成熟，其市場占有率逐步增加[2]。液壓電梯不僅具有運行平穩(wěn)、舒適性好、故障率低、安裝靈活等特點，而且能達到整體協(xié)調(diào)、豪華和重載的要求，因此，液壓電梯首先可以用做商場、賓館、高級飯店、體育場、娛樂場等豪華建筑和古典建筑中的觀光電梯與重載電梯。液壓電梯的液壓傳動系統(tǒng)包括以下幾個主要部件:(a)、液壓泵站，即電機、油泵、油箱。液壓電梯的控制系統(tǒng)是一個速度控制系統(tǒng)。上述特點使得液壓電梯適合于中低層建筑(40m)、大載重 (1t)、舊屋改造等場合，如倉庫、停車場、機場等等，或者在古典建筑、舊房中增設(shè)電梯。液壓電梯靠油管傳遞動力，因此，機房位置可設(shè)置在離井道周圍20m的范圍內(nèi)，且機房面積僅45m，再也不需要用傳統(tǒng)方式將機房設(shè)置在井道上部，可使建筑結(jié)構(gòu)簡化。 液壓電梯的缺點由于輸入功率、控制及結(jié)構(gòu)等條件的限制，一般液壓電梯的升程有限(40m)，速度不高(lm/s以下)。由于我國對液壓電梯的研制、開發(fā)起步較晚, 雖已有一些單位開展研究、生產(chǎn), 但國產(chǎn)化程度不高, 主要依靠進口。本論文在對液壓電梯的具體工作情況做了詳細分析后，設(shè)計了一個較優(yōu)化的電梯液壓系統(tǒng)，然后根據(jù)轎廂的載重和計劃運行速度，對各個液壓元件進行了設(shè)計計算，最后結(jié)合實際情況對液壓系統(tǒng)進行了建模和仿真，得出系統(tǒng)運行的曲線。這種建模方法不僅降低了建模的復雜程度，節(jié)省了建模的時間，而且這種模型在出現(xiàn)問題時更利于改進。隨著今后人民生活水平的日益提高, 多層建筑也將安裝電梯, 而液壓電梯則是最適宜的機種。本液壓系統(tǒng)也采用節(jié)流調(diào)速系統(tǒng), 上行時為旁路節(jié)流調(diào)速, 下行時為回油節(jié)流調(diào)速[25], 液壓系統(tǒng)原理見圖22。而當電磁閥得電后,可以實現(xiàn)反向通流。作為執(zhí)行元件，液壓缸是液壓系統(tǒng)的最后一個環(huán)節(jié)，液壓缸性能的優(yōu)劣直接影響機械系統(tǒng)的工作性能。同步伸縮缸的結(jié)構(gòu)簡圖如圖23，從各級缸筒結(jié)構(gòu)設(shè)計上保證：第三級活塞背腔環(huán)形作用面積與第二級活塞的前腔作用面積足夠近似相等即；并且溝通容腔和，即可實現(xiàn)同步運行[14]。簡圖如圖24，根據(jù)方程組21可推得如下方程： （22）化簡為： （23）由于各級的相對速度想等，即，所以得如下方程組： （24）即等于： （25）圖24 液壓缸缸筒簡圖獲得以上公式后，可以根據(jù)電梯工作情況的要求，按照上面的公式來計算同步液壓缸的具體尺寸，但是實際設(shè)計中由于密封件和鋼管材料規(guī)格的限制，和不可能取得計算數(shù)值，而制作符合計算數(shù)值精度的密封件具有一定難度且價格過高，所以只能根據(jù)現(xiàn)有密封件和缸筒材料，在滿足電梯液壓系統(tǒng)運行條件的情況下，選擇接近計算數(shù)值的尺寸。密封裝置的優(yōu)劣將直接影響液壓缸的工作性能。密封件的材料和系統(tǒng)采用的工作介質(zhì)要有相容性。 泵和電機的選擇 泵排量的計算排量為液壓泵主軸旋轉(zhuǎn)一周所排出的液體體積，又因為（其中為各級活塞桿的相對速度），那么可以知道。 管路內(nèi)徑的選擇管路內(nèi)徑應(yīng)與要求的通流相適應(yīng)，管徑太小則流速將增高，這不僅使壓力損失降低，而且可能產(chǎn)生振動和噪聲；管徑過大，則難于彎曲和安裝，而且將使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，所以必須合理選擇管徑。—經(jīng)驗系數(shù)。 電磁溢流閥電磁溢流閥由小規(guī)格電磁換向閥與溢流閥符合而形成，它具有溢流閥的全部作用且可通過電磁閥的通斷電來控制，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的卸荷或多級壓力控制。第3章 電梯液壓系統(tǒng)模型的建立在完成液壓系統(tǒng)初步設(shè)計和液壓元件初步選擇之后，需要對液壓系統(tǒng)進行動態(tài)分析。然后根據(jù)液壓系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)節(jié)點特征將液壓元件子系統(tǒng)模型組合成液壓大系統(tǒng)的數(shù)學模型。—比例流量閥，由減壓閥和節(jié)流閥組合而成，用于調(diào)速。電梯上行的時候，電機拖動液壓泵正常供油，調(diào)節(jié)比例流量閥進行旁路節(jié)流調(diào)速，來控制電梯啟動上行的速度，使得電梯轎廂進行勻加速運動，保證電梯運行平穩(wěn)?！鸵后w積彈性模量。建立液壓橋的模型可以分開看成兩個單向閥和一個比例流量閥組成的。在電梯下行過程中，電控單向閥得電后反向通流，相當于一個通流的油管，所以此處可以不考慮液控單向閥的模型。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標操作，就可構(gòu)造出復雜的系統(tǒng)。構(gòu)架在Simulink基礎(chǔ)之上的其他產(chǎn)品擴展了Simulink多領(lǐng)域建模功能，也提供了用于設(shè)計、執(zhí)行、驗證和確認任務(wù)的相應(yīng)工具。（7）使用定步長或變步長運行仿真，根據(jù)仿真模式來決定以解釋性的方式運行或以編譯C代碼的形式來運行模型 。在電梯上行的過程中，我們根據(jù)上一章建立的液壓系統(tǒng)模型拓撲結(jié)構(gòu)圖，可以把整個系統(tǒng)分為三個子系統(tǒng)：液壓泵、單向閥和調(diào)速閥組成供子油系統(tǒng)；液壓橋和液控單向閥組成調(diào)整子系統(tǒng)；三級同步液壓缸構(gòu)成運行系統(tǒng)，下面對三個子系統(tǒng)分別建立仿真模型，然后再組成系統(tǒng)的總體仿真模型，進行仿真，這樣具有很強的可觀性和內(nèi)部可移植性，給程序調(diào)試和設(shè)計帶來很大方便[28]。而液壓缸是三級同步液壓缸，故在研究液壓缸活塞運動時需要討論液壓缸的每一級柱塞的運動的速度、位移和壓力，才能更好的分析電梯液壓系統(tǒng)的運行效果并作出合理改進。圖412 各級液壓缸的位移曲線 電梯上行液壓缸各級缸筒壓力仿真曲線電梯的運動過程中，電梯載重是不斷變化的，在本系統(tǒng)的仿真過程中，我