计算阀门的模型。

PEN

我在液压行业遇到的一个问题是没有人为他们的阀门提供模型或传递功能。 液压设计师如何使用AMESim等软件而不使用他们计划使用的组件的型号？

大公司拥有测试实验室，可以确定他们要在其产品中设计的模型和传递函数。 重型设备制造商卡特彼勒（Caterpillar）测试组件，他们使用的产品比原始制造商更了解产品。 但是，这对于没有资源或知识的小公司的设计人员来说，无法测试组件，创建模型或传递函数。

我想我们会尝试对我们拥有的一些阀门进行建模。 显示的是Parker比例阀。 它有两个收获。 我们的目标是看看我们是否可以用我们拥有的资源准确地模拟阀门。 我们使用运动控制将扫频正弦波发送到阀门。 不幸的是，我们很快发现我们的泵无法跟上移动更高频率所需的油量，但我们能够证明我们可以为阀门建模并为阀门制造传递函数，这比阀门制造商要好得多。

下面是我们的模型或传递函数如何与阀门的实际响应进行比较的图片。 第二张图显示了非线性增益。 该模型是具有15个参数的非线性线性微分方程。


第二张图显示了非线性增益以及控制器必须输出的内容，以补偿增益，使其看起来是线性的。

蜻蜓

Pen Teacher

使用实体的函数信号发生器（或者虚拟仪器及数据采集卡等）可以输出扫频正弦波信号给阀门，能过测试阀门的动态响应，获得伯德图（bode），但是不知道如何得到传递函数。delta运动控制器如何进行阀门模型的计算，delta运动控制器能进行拉普拉斯变换？

是否是通过测试得到阀门测试曲线，然后再调节运动控制器输出参数，使运动控制器输出一条曲线去接近实际测试曲线，当运动控制器输出曲线与测试曲线重合时的控制器参数就是阀门的模型？

能否详细讲解一下第二张图上下两张图表，蓝线和红线的含义。

PEN

RMC运动控制器具有可轻松生成扫描正弦波的命令。数据记录在RMCTools中并将其保存到文件中。

我不得不写一个计算模型的python程序。确定模型的15个参数的最佳值需要几秒钟。此外，我不知道最佳估计需要多少参数。到目前为止，我发现我的15参数模型非常好，但我不认为它是完美的甚至是最好的。这是一个非常好的开始。
我可以比阀门制造商计算更好的模型。

我需要一个更大的泵来测试更高的频率，但这需要花费很多钱，而且我们不会为企业测试阀门。我这样做只是为了找出我们是否可以拥有更大的泵。

拉普拉斯传递不能用于非线性系统。我使用微分方程，因为很容易实现非线性模型并改变强制函数。

AMESim用户在哪里获得他们的模型？如果没有准确的模型，模拟就不会很好。

工业智造

PEN 发表于 2018-12-1 09:12
RMC运动控制器具有可轻松生成扫描正弦波的命令。数据记录在RMCTools中并将其保存到文件中。

我不得不写 ...

I'm  interested in the model contains which 15 parameters?
1. natural frequency ω
2. damping factor ζ
3. open-loop gain
4. system pressure
5. cylinder bore diameter
6. valve flow volume
7~ 15 I don't know, can you point them out? thanks.

PEN

该测试是在我们的液压系统之一上完成的。由于没有质量，因此气缸的固有频率非常高，远高于阀门，因此只能有效地测量阀门的响应。
图片显示使用最小二乘法计算模型花费了24.312秒。
计算机需要216位“猜测”来决定模型的型号。
有3040个数据点。在3.04秒内每毫秒都有一个数据点。
测试代码是使用Python编写的。

确定的15个变量如下所示。
有一些统计数据。
15个变量是：
比率：这是伸展和缩回之间圆柱体增益的比率。
A1，a2确定气缸的响应。 a1的平方根是阀门的固有频率，以弧度/秒为单位。
死点是阀门响应的死点时间，以秒为单位。
关：如果阀偏移以％控制输出为单位。
V0-v9是每个区域的不同增益。
V0是0-5％的增益
V0 + v1是5％-10％的增益
V0 + v1 + v2是从10％到15％的增益
V0 + v1 + v2 + v3是从15％到20％的增益
V0 + v1 + v2 + v3 + v4是20％至30％的增益
V0 + v1 + v2 + v3 + v4 + v5是30％至40％的增益
V0 + v1 + v2 + v3 + v4 + v5 + v6是40％至50％的增益
V0 + v1 + v2 + v3 + v4 + v5 + v6 + v7是从50％到60％的增益
V0 + v1 + v2 + v3 + v4 + v5 + v6 + v7 + v8是60％至80％的增益
V0 + v1 + v2 + v3 + v4 + v5 + v6 + v7 + v8 + v9是从80％到100％的增益


从％80到100％的阀增益是10个范围的总和是有充分的理由的。

我们已经向3个不同的主要阀门制造商展示了我们的建模技术。到目前为止，除了阀门制造商会让我们测试他们的小型阀门外，几乎没有其他兴趣。我们的泵太小，因此无法测试大阀门。我们的目标是销售液压运动控制器，而不是成为液压测试实验室。但是，我们必须了解我们为达到最佳效果而试图控制的内容。

The test was done on one of our hydraulic systems.  There was no mass, so the natural frequency of the cylinder was very high, much higher than the valve so only the response of the valve was effectively measured.
The picture shows it took 24.312 second to calculate the model using a least squares method.
The computer required 216 ‘guesses’ at what the model should be.  
There were 3040 data points.  There was a data point for each millisecond in 3.04 seconds.
The test code was written using Python.

The are 15 variables that were determined as show below.
There is some statistical data.
The 15 variables are:
Ratio:  this is the ratio of the cylinder gains between extending and retracting.
A1, a2 determine the response of the cylinder.  The square root of a1 is the natural frequency of the valve in radians per second.
dead is the dead time of the valve response in seconds.
Off : if the valve offset in % control output.
V0-v9 are the different gains each region.
V0 is the gain from 0-5%
V0+v1 is the gain from 5%-10%
V0+v1+v2 is the gain from 10% to 15%
V0+v1+v2+v3 is the gain from 15% to 20%
V0+v1+v2+v3+v4 is the gain from 20% to 30%
V0+v1+v2+v3+v4+v5 is the gain from 30% to 40%
V0+v1+v2+v3+v4+v5+v6 is the gain from 40% to 50%
V0+v1+v2+v3+v4+v5+v6+v7 is the gain from 50% to 60%
V0+v1+v2+v3+v4+v5+v6+v7+v8 is the gain from 60% to 80%
V0+v1+v2+v3+v4+v5+v6+v7+v8+v9 is the gain from 80% to 100%


There is a good reason why the valve gain from %80 to 100% is the sum of 10 ranges.

We have shown our modeling technology to 3 different major valve manufacturers.  So far there is little interest except the valve manufacturers will let us test their small valves.  We cannot test big valves because our pump is too small.  Our goal is to sell hydraulic motion controllers, not to be a hydraulic test lab.  However, we must understand what we are trying to control for best results.

工业智造

PEN 发表于 2019-9-23 23:05
该测试是在我们的液压系统之一上完成的。由于没有质量，因此气缸的固有频率非常高，远高于阀门，因此只能有 ...

got it, I misunderstood it. Thanks a lot!

鸿鹄重工

我们一般是在试验台上测试阀门，从最小值一点一点增加到最大值，然后反向测试，拟合曲线，以得到阀门的实际性能