液压系统AMESim计算机仿真指南

   本书着重介绍利用AMESim仿真软件进行液压元件及系统模型的建立和使用该软件进行数字仿真的基本方法；通过循序渐进的方式，介绍了用AMESim进行系统仿真的基本操作过程和常用技巧；最后，通过液压系统及液压元件的建模实例，讲解了用AMESim仿真软件进行液压仿真的参数设置方法和建模技巧。
    本书可供工程技术人员和大专院校相关专业师生，特别是从事液压系统仿真的科研人员学习和参考。

目录
前言
第1章液压系统仿真概述1
11仿真技术在液压技术领域中的应用1
12当前流行的液压仿真软件1
121FluidSIM2
122Automation Studio2
123HOPSAN2
124HyPneu3
125EASY53
126DSHplus3
12720sim3
128AMESim4
13液压系统建模及仿真技术发展方向5
第2章AMESim简介6
21概述6
22AMESim软件包7
221AMESim7
222AMECustom8
223AMESet8
224AMERun8
第3章AMESim工作空间10
31AMESim用户界面10
311主窗口10
312工具栏10
313库13
32AMESim的4种工作模式14
321草图模式15
322子模型模式15
323参数模式15
324运行模式16
33技巧16
331插入一个元件16
332旋转一个图标16
333镜像一个图标16
334删除元件16
335端口17
336显示/消隐元件标注17
337在线帮助18
338键盘快捷键18
34入门18
341创建新草图18
342搭建系统19
343给元件分配子模型20
344设置参数21
345运行仿真23
346绘制曲线图24
347使用重放功能25
348存储和退出AMESim25
35一个简单的机械系统26
351创建模型26
352创建一个线段27
353显示草图上的标签28
354设置参数29
355参数名、子模型和变量名的别名32
356设置参数并运行仿真34
357使用外部变量功能35
358绘制曲线36
359更新曲线37
3510输出数据到CSV文件37
3511使用旧的最终值38
3512查看图形39
3513继续运行39
36使用隐含变量的系统40
361一个图标的多个子模型41
362信号端口41
363隐含变量44
37含有代数环的系统45
371改变参数45
372简单说明45
第4章高级实例47
41四分之一车47
411状态计数功能47
412动态运行和稳态运行49
413保存数据和装载数据54
414为绘制的图形添加文本55
42使用Experiment view56
43转动惯量59
431旋转速度和扭矩的符号转换59
432数据采样的别名60
433非连续和非连续输出61
44凸轮操作阀62
441描述62
442仿真这个系统63
443创建XY绘图65
444使用绘图管理器66
445修改绘制曲线的特性67
第5章批运行69
51简介69
52四分之一车模型69
521选择性保存69
522批运行71
53以一个投石器为例演示锁定状态74
531锁定状态简介74
532演示74
533锁定状态77
534错误类型80
第6章超级元件工具81
61简介81
62创建一个超级元件工具81
63使用标准图标创建一个PID控制器的超级元件工具84
631平面系统和一个包含超级元件系统的比较84
632创建一个超级元件86
64使用超级元件90
641取代超级元件的子模型90
642展开一个超级元件90
643更改超级元件的参数91
644绘制一个超级元件的变量92
65管理超级元件94
651不同类型的超级元件94
652多层超级元件94
653显示可用的超级元件和它们的分类95
654从用户分类中移除一个超级元件95
655修改一个超级元件96
66使用自己的图标构建一个PID控制器的超级元件工具99
661创建一个超级元件的分类100
662创建一个超级元件的图标102
67创建一个包含全局变量的通用超级元件107
671从AMESim的“demo”中获得该例子107
672创建一个包含全局参数的元件组的超级元件108
673为超级元件指定一个图标109
674保存这个超级元件111
675在新系统中使用这个超级元件112
68分配全局变量到通用超级元件114
第7章结果管理115
71创建后置处理变量115
72创建多回路后置处理变量117
73使用保存的数据比较曲线119
74使用多数据集工作122
75同所有其他的批运行结果相比较125
76利用Experiments比较结果集125
77使用“Post processing”和“Cross results”126
第8章线性分析131
81简介131
82线性分析之前131
821不同的分析用不同的工具133
822使用线性分析的好处134
83线性分析实例136
831实例1：简单的质量弹簧系统的线性分析136
832实例2：一个机械系统的模态形状分析142
833实例3：质量弹簧阻尼系统的频率响应分析151
834实例4：根轨迹分析153
84线性分析特征概述156
841为什么要做线性分析156
842线性分析的表现157
第9章液压仿真172
91第一个液压系统172
911简介172
912实例1：一个简单的液压系统172
913实例2：使用更加复杂的流体属性178
914实例3：使用更加复杂的管道子模型182
915实例4：带工作循环的阀187
916实例5：液压缸的位置控制191
917实例6：对一个液压循环的简单设计训练195
92流体属性的理论200
921密度和压缩性系数201
922空气释放和气穴202
923黏性205
93AMESim流体属性211
931简介211
932实例214
94液压管道模型214
941简介214
942管道子模型的选择217
9433个重要的量218
944选择的过程220
第10章HCD库的使用222
101概述222
102实例指南223
1021利用HCD库构造单向阀223
1022使用HCD构造一个液压缸232
1023创建一个减压阀236
1024三位三通液压方向控制阀239
1025缸体移动的液压缸245
103一些常用的规则245
1031概述245
1032因果关系246
1033使用特殊参数的设置功能247
1034使用质量动态块247
1035设置零位置的腔体的长度247
1036全部重建247
第11章液压系统计算机仿真实例249
111液压千斤顶的AMESim仿真254
1111千斤顶工作原理254
1112AMESim仿真模型回路255
1113参数设置255
1114仿真结果255
112AMESim节流阀和调速阀仿真模型的比较256
1121节流阀和调速阀的工作原理256
1122仿真回路256
1123参数设置257
1124仿真分析257
113高低压双泵供油快速运动回路的仿真258
1131基本原理258
1132仿真回路258
1133参数设置258
1134仿真分析259
114节流调速回路260
1141基本原理260
1142AMESim仿真回路261
1143参数设置262
1144仿真运行262
115位置控制系统AMESim仿真264
1151基本原理264
1152仿真回路265
1153参数设置266
1154仿真分析266
116孔口流量269
1161基本原理269
1162仿真模型269
1163参数设置269
1164仿真分析270
117压力限制器（直动式溢流阀）的建模与仿真274
1171直动式溢流阀的原理274
1172直动式溢流阀AMESim模型275
1173参数设置275
1174仿真分析276
118先导式溢流阀的AMESim仿真277
1181基本原理277
1182仿真回路278
1183参数设置278
1184仿真结果279
119三位阀的AMESim仿真模型281
1191三位三通阀图形符号281
1192三位三通阀的机械结构281
1193AMESim模型282
1194参数设置282
1195仿真曲线283
1110三位四通阀的AMESim仿真283
11101三位四通阀的图形符号283
11102三位四通阀的机械结构283
11103AMESim模型284
11104参数设置285
11105仿真分析285
1111定压减压阀AMESim仿真286
11111基本原理286
11112仿真模型287
11113参数设置288
11114仿真分析288
1112顺序阀的AMESim仿真289
11121基本原理289
11122仿真模型290
11123参数设置291
11124仿真分析291
1113插装阀的AMESim仿真292
11131基本理论292
11132插装阀主阀的仿真模型293
11133参数设置294
11134创建插装阀超级元件294
11135插装阀组成的方向控制回路301
参考文献307

    科学技术的飞速发展，特别是电气、计算机技术在液压领域内的广泛应用，扩大了液压传动与控制技术的适用范围，提升了各种使用液压技术的机械设备的性能；反过来，机电液一体化程度的不断提高，对液压传动与控制系统的性能和控制精度等提出了更高的要求。传统的以完成设备工作循环和满足静态特性为目的的液压系统设计方法，已不能适应现代产品的设计和性能要求，而对液压系统进行动态特性分析和采用动态设计方法，已成为机械设计中的重要手段。但是，不论对液压系统进行静态分析还是动态分析，都需要借助一定的理论方法和工具，这个方法和工具就是“液压系统计算机仿真”。
    “液压系统计算机仿真”已历经了大约半个世纪的演化和更新。在其发展的初级阶段，液压系统仿真所面临的主要问题是如何建立一个准确、适用、便于仿真的数学模型。这通常需要建模人员不仅要对所研究的液压元件或系统的基本原理和具体结构有深入的了解，同时还要具备深厚的数学功底。当数学模型建立完成后，面临的下一个重要、棘手的问题是如何对这些数学模型进行求解，这时就要求建模人员不仅要有深厚的数学功底，同时还要拥有高超的数值分析方面的经验和技巧，要能够编写出求解微分方程、状态方程的计算机程序，并能够绘制出动态、静态曲线图。由此可见，液压系统计算机仿真，表面上看只和液压相关，实际上却是一个机械、数学、计算机等多学科交叉结合的综合性工程研究领域。正是由于该研究领域对研究人员素质的多方面要求，使得从事该领域研究的人员寥寥无几，关于这方面的书籍更是凤毛麟角。而AMESim软件的诞生，将在一定程度上解决上面所面临的问题和矛盾。
    AMESim（Advanced Modelling Environment for performing Simulation of engineering systems，高级工程系统仿真建模环境），是法国IMAGINE公司自1995年开始推出的一种新型的高级建模和仿真软件。该软件提供了一个系统工程设计的完整平台，使得用户可以在同一平台上建立复杂的多学科领域的仿真系统模型，并在此基础上进行深入的仿真计算和分析。尤其值得一提的是，AMESim集成了机械、液压、气动、热、电和磁等领域的元件库，不同领域的元件库可以相互进行连接，这为液压系统计算机仿真提供了强大的支持。本书正是从AMESim基础知识入手，着重讲解用AMESim进行液压系统及元件仿真的方法和技巧；通过对液压元件和系统的计算机仿真，来指导液压元件或系统的设计，或者对已存在的液压元件和系统进行分析。
    本书第1章介绍了当前流行的与液压系统计算机仿真相关的软件，并阐述了液压系统建模及仿真的发展方向。第2～8章介绍了AMESim仿真软件的基本操作方法和使用技巧，掌握这部分知识和能力，是进行深入学习的基础，希望读者在进行深入的仿真分析和研究之前，要熟练掌握这一部分内容。第9、10章介绍了用AMESim进行液压系统和元件计算机仿真的基本知识和经验技巧，是学习液压系统计算机仿真的基础。第11章通过实例演示的方式，介绍了用AMESim液压库元件和HCD库元件构建液压系统和元件的仿真模型，并进行仿真分析的经验和技巧，是全书的重点和精华，读者通过反复地练习这一章的实例，可以达到举一反三、融会贯通的目的，从而为建立更加复杂的仿真系统打下坚实的基础。
   

    编者