翻钢机建模与仿真已知条件钢卷重量：m=30t；钢卷尺寸：长度l钢卷=1700mm,直径Φ=1700mm；摩擦系数：η=0.1；电机功率：W电机=37KW；要达到的要求：使钢卷翻转90°，并且以最快速度平稳实现翻转。方案选择如图1所示，液压缸初始位置与水平位置呈45°角，翻转过程中角度固定。为此，在翻转机构中应有一段滑道来实现此目的。这样布置的好处是在重心位置处于中间时两边工况对称分布，有利于计算。图1方案示意图经过初步计算，缸筒长度为900mm，钢卷到位后液压缸总长为1600mm，活塞行程700mm。静态计算缸径确定根据GB/T7938-1987取系统压力，取液压缸初始加速度为0.05m/s2，也即钢卷转动的角加速度，在此极限位置，即初始位置时的平衡方程为式中，J为钢卷以支点为转轴的转动惯量。，，取根据GB/T2348-1993取液压缸内径D＝320mm。根据GB/T2348-1993取活塞杆直径为d＝180mm。所以液压缸的固有频率根据经验，选择液压阻尼比为。最大负载流量因此，液压缸最大速度为系统速度放大系数的确定取比值，得到考虑到系统的稳态误差、系统的频带宽度要求及标准伺服阀问题，取伺服阀规格的确定最大负载工况时负载压降为伺服阀的压降负载流量为考虑到泄漏等影响，将增大15%，取为145.7L/min，根据和，阀压降为200×105Pa时输出流量为150L/min的阀可以满足要求，物理模型的建立本系统采用的是对称伺服阀控制非对称液压缸（单出杆缸）的动力机构。零开口理想四通阀控非对称油缸组成的动力机构如图2所示：图2控制系统的物理模型液压伺服系统数学模型的建立滑阀流量方程伺服阀进、回油腔流量方程为：式中：——负载流量；——流量增益；——伺服阀阀芯位移；——流量-压力系数；——负载压力；液压缸流量连续性方程液压缸进油口流量（3）液压缸回油口流量（4）式中：—液压缸内泄漏系数；—液压缸外泄漏系数；—有效体积弹性模量；—液压缸无杆腔的容积（包括阀、连接管道和进油腔）；—液压缸有杆腔的容积（包括阀、连接管道和回油腔）。定义负载流量定义负载压力液压缸工作腔的容积可写为式中——进油腔的初始容积；——回油腔的初始容积。所以因为所以有令进油和回油腔初始体积相等，则有其中为总压缩容积。上式可以化简为式中——液压缸总泄漏系数，。液压缸的力平衡方程液压缸行程与钢卷转角之间的关系为则对三角函数泰勒展开则有方块图与传递函数对以上各式作拉氏变换