黃雪琴，范偉軍，郭 斌，趙 靜

（1.中國(guó)計(jì)量大學(xué)計(jì)量測(cè)試工程學(xué)院，浙江 杭州 310018；2.杭州沃鐳智能科技股份有限公司，浙江 杭州 310018）

定容積多通道充氣系統(tǒng)的仿真與設(shè)計(jì)

黃雪琴1，范偉軍1，郭 斌1，趙 靜2

（1.中國(guó)計(jì)量大學(xué)計(jì)量測(cè)試工程學(xué)院，浙江 杭州 310018；2.杭州沃鐳智能科技股份有限公司，浙江 杭州 310018）

針對(duì)傳統(tǒng)恒壓供氣系統(tǒng)普遍存在控制精度低、充氣速度慢的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一套由PID算法控制的電氣比例閥和電磁閥獨(dú)立控制的充氣系統(tǒng)。采用大、小管徑多通道組合方式，對(duì)定積容器進(jìn)行充氣實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)采用高速數(shù)據(jù)采集卡，結(jié)合LabVIEW軟件分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?；跉鈩?dòng)系統(tǒng)的流量特性，分別建立單通道、雙通道、三通道充氣裝置的充氣時(shí)間與管道管徑、長(zhǎng)度的數(shù)學(xué)模型。Matlab仿真曲線表明，對(duì)于定積容器，充氣管路的長(zhǎng)度越小、管徑越大、并聯(lián)的管路越多，充氣時(shí)間越短；目標(biāo)充氣壓力越高，管路長(zhǎng)度對(duì)充氣時(shí)間的影響越明顯。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證仿真模型的正確性，采用多通道組合供氣方式縮短充氣時(shí)間，提高精度。

Matlab仿真；多通道組合充氣；定積容器；PID

0 引 言

因氣動(dòng)元件的精確化、高速化、集成化趨勢(shì)，氣動(dòng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)[1]。以氣動(dòng)裝置作為動(dòng)力供給的生產(chǎn)線也越來(lái)越多[2]，在傳統(tǒng)恒壓供氣裝置中，壓力控制器供氣主要用于傳感器校準(zhǔn)、壓力測(cè)量等[3]，但普遍存在一些缺陷，如設(shè)備氣路管徑小、充氣速度慢、調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致系統(tǒng)在大容器大范圍調(diào)節(jié)時(shí)容易出現(xiàn)超時(shí)錯(cuò)誤；供氣控制精度低，電磁閥易高頻長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)作，對(duì)電磁閥的性能損耗極大[4]；能量利用效率偏低。在實(shí)際生產(chǎn)檢測(cè)過(guò)程中需要縮短充氣時(shí)間、提高工作效率，因此如何提高壓力控制器氣動(dòng)環(huán)節(jié)的充氣速度是急需解決的問(wèn)題。解決問(wèn)題的關(guān)鍵在于對(duì)氣路執(zhí)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和控制方法的選擇。

控制方法最簡(jiǎn)單常用的莫過(guò)于基于直動(dòng)電磁閥的氣壓控制[5]，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低，但精度低、充氣速度慢。隨著技術(shù)的發(fā)展，高速開(kāi)關(guān)閥被應(yīng)用到氣壓控制中。國(guó)外采用自適應(yīng)PID算法結(jié)合電磁閥的多通道閉環(huán)反饋控制氣動(dòng)系統(tǒng)[6]，PID算法加模糊控制也廣泛應(yīng)用于氣動(dòng)系統(tǒng)中[7]，也有結(jié)合高速開(kāi)關(guān)電磁閥在氣動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用的實(shí)例[8]。國(guó)內(nèi)南京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院基于高速開(kāi)關(guān)閥結(jié)合PID算法[9]進(jìn)行壓力控制的設(shè)計(jì)，浙江大學(xué)機(jī)械工程系在高速開(kāi)關(guān)閥和PID算法的基礎(chǔ)上又加入了PWM控制并采用閉環(huán)控制的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行氣壓控制[10]，相同環(huán)境溫度下，4L的容器，采用2mm的單管道充氣至300kPa，充氣時(shí)間從19.43s降到了12.47s[10-11]。

由于高速開(kāi)關(guān)閥是以電磁鐵作為電-機(jī)械轉(zhuǎn)換的元件，硬件上必然存在死區(qū)飽和特性，加之傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的不準(zhǔn)確，不易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高精度和高性能控制。直到電氣比例閥的出現(xiàn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)能很好地實(shí)現(xiàn)氣壓的精密控制，與其他控制方式相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、控制精度高的特點(diǎn)。

對(duì)比以上控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇電氣比例閥結(jié)合PID算法，在管路設(shè)計(jì)上加入多通道多管徑配合供氣的理念，設(shè)計(jì)了一套定積充氣裝置。多通道采用大、小管徑搭配方式，大管徑充氣可提高充氣速度，小管徑充氣可提高壓力控制精度。

1 多通道充氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

定容積充氣時(shí)，為了提高充氣速率，通常需加大管徑充氣管道，但大管徑供氣會(huì)引起壓力的控制精度變低。為解決充氣管徑與控制精度的矛盾，現(xiàn)采用大管徑、小管徑多通道組合方式充氣，并結(jié)合電氣比例閥的控制策略，設(shè)計(jì)了多通道快速充氣裝置，充氣裝置的氣路控制如圖1所示。氣路系統(tǒng)包括氣源處理模塊、氣路控制模塊及壓力傳感器。氣源處理模塊包含氣源、二聯(lián)件、氣罐、定積容器；氣路控制模塊包含電氣比例閥、電磁閥、精密調(diào)壓閥。1口對(duì)應(yīng)12mm管徑的大通道，2口對(duì)應(yīng)管徑為10 mm的通道，3口對(duì)應(yīng)8mm的小管徑通道。大管徑通道用于提高充氣速率，小管徑通道用于控制充氣壓力的精度。

圖1 多通道充氣裝置氣路控制圖

充氣裝置的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)如圖2所示，主要由PC、電源模塊、數(shù)據(jù)采集卡、壓力傳感器、傳感器調(diào)理電路組成。

圖2 數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)框圖

數(shù)據(jù)采集卡負(fù)責(zé)采集氣路中壓力傳感器的A/D值，同時(shí)提供控制I/O口的信號(hào)。數(shù)據(jù)采集卡的速率達(dá)100kHz以上，系統(tǒng)采用功率放大電路驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器，實(shí)現(xiàn)電磁閥和電氣比例閥的高精度控制和壓力信號(hào)的同步實(shí)時(shí)采集。氣動(dòng)系統(tǒng)中的壓力調(diào)節(jié)通過(guò)精密調(diào)壓閥調(diào)節(jié)；電氣比例閥，控制信號(hào)在0～5V，對(duì)應(yīng)0~1MPa；高精度壓力傳感器選用Micro公司，精度0.075%FS，量程1.2MPa，響應(yīng)時(shí)間為0.1 ms的壓阻型壓力傳感器，輸出信號(hào)為4~20 mA DC，通過(guò)傳感器信號(hào)調(diào)理電路轉(zhuǎn)換成1～5 V的電壓信號(hào)，接入數(shù)據(jù)采集卡。

1.2 充氣控制方案

氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了獨(dú)立控制的3路管道對(duì)定積容器充氣，3路管道由電磁閥、電氣比例閥獨(dú)立控制的管道進(jìn)氣，LabVIEW軟件編寫(xiě)氣路控制程序，當(dāng)壓力小于設(shè)定值時(shí)（軟件可設(shè)），開(kāi)啟三通道的電磁閥和電氣比例閥對(duì)容器充氣，當(dāng)壓力差值到達(dá)設(shè)定值的±10%時(shí)，關(guān)閉大口徑通道1和通道2的電磁閥和電氣比例閥，小管徑通道3的電氣比例閥進(jìn)入PD控制模式，當(dāng)壓力差值到達(dá)設(shè)定值的±5%時(shí)，電氣比例閥進(jìn)入PID控制，對(duì)氣壓進(jìn)行微調(diào)，實(shí)現(xiàn)高精度，快速充氣的目的。本控制系統(tǒng)采用分段式狀態(tài)控制，可以提高調(diào)節(jié)時(shí)間、減少閥門(mén)的動(dòng)作、提高控制精度。

2 氣動(dòng)系統(tǒng)仿真建模

設(shè)計(jì)定積容器充氣控制裝置時(shí)，需根據(jù)充氣節(jié)拍要求，確定多通道充氣裝置的通道數(shù)目、每個(gè)通道的管徑以及充氣管道的長(zhǎng)度，因此需要對(duì)充氣裝置充氣時(shí)間進(jìn)行建模仿真，以便后續(xù)的工程設(shè)計(jì)?？紤]充氣時(shí)間比較迅速，熱量來(lái)不及通過(guò)容器壁與外界進(jìn)行交換，可視充氣過(guò)程為絕熱過(guò)程[12-13]，對(duì)多通道充氣裝置可作如下假設(shè)：

1）壓縮空氣經(jīng)過(guò)節(jié)流口的流動(dòng)為等熵流動(dòng)；

2）容器內(nèi)、節(jié)流孔內(nèi)的壓力、溫度和密度是均勻分布的，且為絕熱容腔。

由熱力學(xué)第一定律知熱量與流速、壓力、質(zhì)量的關(guān)系：

式中：δq——熱量，J；

p——壓力，Pa；

ν——質(zhì)量體積，L。

參考范德瓦爾方程，由u=u（T，ν）可得流速與溫度，質(zhì)量體積的關(guān)系：

式中：T——熱力學(xué)溫度，K；

Cν——質(zhì)量定容熱容，J；

a——常數(shù)。

考慮定積容器充氣為絕熱過(guò)程，熱量變化為0，即

把式（2）、式（3）代入式（1）可得質(zhì)量定容熱容與流速、壓力的等式為

對(duì)式（4）積分，得實(shí)際氣體絕熱過(guò)程為

式中：C——常數(shù)；

b——常數(shù)；

R——?dú)怏w常數(shù)，對(duì)空氣，R=287N·m/（kg·K）。

考慮到充氣過(guò)程為絕熱過(guò)程，結(jié)合式（5），參考相關(guān)文獻(xiàn)[2]，推導(dǎo)可得到充氣時(shí)間t滿足下式：

式中：P0——容器內(nèi)的初始絕對(duì)壓力，kPa；

P1——?dú)庠吹慕^對(duì)壓力，kPa；

V——充氣容積，L；

di——對(duì)應(yīng)管道內(nèi)徑，mm；

Li——對(duì)應(yīng)管道長(zhǎng)度，m；

T1——?dú)庠唇^對(duì)溫度，K。

為研究管道長(zhǎng)度、管徑和管道數(shù)目對(duì)充氣時(shí)間的影響，現(xiàn)選擇10 L容器為充氣對(duì)象，分別研究單通道不同管徑、不同管長(zhǎng)定積充氣，雙通道不同管徑定容積充氣和三通道不同管徑等情況下的定容積充氣仿真模型，建立充氣時(shí)間與管徑、管長(zhǎng)的函數(shù)關(guān)系。

1）單通道不同管徑定容積充氣建模

為研究管徑對(duì)充氣時(shí)間的影響，設(shè)置足夠小的管長(zhǎng)，可以忽略管長(zhǎng)對(duì)充氣時(shí)間的影響。設(shè)置單通道管道長(zhǎng)度設(shè)為20 mm，管道連接接口均為3/8 in（1 in= 2.54cm）忽略摩擦力帶來(lái)的影響，設(shè)置不同單通道管道外徑為8，10，12mm （內(nèi)徑分別對(duì)應(yīng)為6，7.5，9mm），充氣氣壓目標(biāo)值分別設(shè)定為200，300，400，500，600kPa，對(duì)容積為10L的容積進(jìn)行充氣仿真，n取1，T1為氣源絕對(duì)溫度，取293K，得到數(shù)學(xué)模型為

式中di取8，10，12mm代入計(jì)算。

根據(jù)數(shù)學(xué)模型繪制了充氣氣壓至 200，400，600kPa時(shí)的管徑d與時(shí)間t關(guān)系的仿真曲線圖，如圖3所示。

圖3 管徑與時(shí)間仿真圖

對(duì)于定積容器，充氣管路的管徑越大，充氣時(shí)間越短，目標(biāo)充氣壓力越高，充氣時(shí)間越慢。

2）雙通道不同管徑定容積充氣建模

為研究管徑對(duì)充氣時(shí)間的影響，設(shè)置足夠小的管長(zhǎng)，可以忽略管長(zhǎng)對(duì)充氣時(shí)間的影響。設(shè)定管長(zhǎng)都在20 mm，管道外徑分別為8，10，12 mm的管路，兩兩組合，對(duì)容積為10L的容器進(jìn)行充氣仿真。因?yàn)榈冉孛嬷惫艿纼?nèi)，氣體流動(dòng)速度<70m/s，密度變化小于2%，可忽略密度變化，定義氣體狀態(tài)為一維不可壓縮流動(dòng)[1]。對(duì)并聯(lián)回路，在不可壓縮狀態(tài)下的合成有效截面積為各支路管道的有效截面積，單位mm2。建立仿真模型為

式中：di、dj——管道內(nèi)徑，分別取8，10，12mm中的兩個(gè)數(shù)據(jù)；

P0——容器內(nèi)的初始絕對(duì)壓力，kPa；

P1——?dú)庠吹慕^對(duì)壓力，kPa。

對(duì)于定積容器，充氣管路的長(zhǎng)度、管徑一致，并聯(lián)的管路越多，充氣時(shí)間越短，目標(biāo)充氣壓力越高，充氣時(shí)間越慢。

3）三通道不同管徑定容積充氣建模

為研究管徑對(duì)充氣時(shí)間的影響，設(shè)置足夠小的管長(zhǎng)20mm，可以忽略管長(zhǎng)對(duì)充氣時(shí)間的影響。設(shè)定3根管道外徑分別為8，10，12mm的管道，3根管道并聯(lián)分別從3個(gè)不同的節(jié)流口對(duì)10 L的定積容器進(jìn)行充氣仿真，仿真模型見(jiàn)下式：

式中d1、d2、d3為管道內(nèi)徑，分別取8，10，12mm。

根據(jù)三通道不同管徑定容積充氣模型，在相同管徑下，對(duì)同一條件下的容器充氣，管長(zhǎng)越長(zhǎng)，充氣時(shí)間越長(zhǎng)，壓力越大，效果越明顯。

4）單通道不同管長(zhǎng)定容積充氣建模

設(shè)置單管道，外徑為10mm，管長(zhǎng)分別為20，50，100，200，400，800 mm，對(duì)10 L的定積容器充氣仿真。理論計(jì)算的有效面積為尼龍管道的有效截面積，單位為mm2，L為管長(zhǎng)，單位m。

查表6-3[1]得，外徑為8 mm時(shí)，S′取18 mm2；外徑為10mm時(shí)，S′取28mm2；外徑為12mm時(shí)，S′取43mm2。根據(jù)上下游壓力不同，選擇對(duì)應(yīng)的式（10）、式（11）計(jì)算

式中：P2——充氣結(jié)束時(shí)的絕對(duì)壓力，kPa；

R——?dú)怏w常數(shù)，對(duì)空氣，R取287N·m/（kg·K）；

P20——?dú)夤迌?nèi)初始絕對(duì)壓力，kPa；

T1——容器內(nèi)溫度，K；

L——管道長(zhǎng)度，m；

V——容器體積，m3；

S——有效截面積，mm2。

對(duì)一元等熵流動(dòng)的氣體，b取0.528，κ取1.4。得到管長(zhǎng)L與時(shí)間t的仿真曲線如圖4所示。

圖4 管長(zhǎng)與時(shí)間關(guān)系圖

在相同管徑情況下，對(duì)同一狀態(tài)的容器進(jìn)行充氣，管長(zhǎng)越長(zhǎng)，充氣時(shí)間越長(zhǎng)。目標(biāo)充氣壓力越高，管路長(zhǎng)度對(duì)充氣時(shí)間的影響越明顯。

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)影響充氣快慢的因素，分別對(duì)對(duì)單通道不同管徑、不同管長(zhǎng)定積充氣，雙通道不同管徑定容積充氣和三通道不同管徑定積充氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與相同條件下的仿真數(shù)據(jù)做對(duì)比。

1）單通道不同管徑定容積充氣

管道內(nèi)徑設(shè)置為8，10，12mm，管長(zhǎng)設(shè)置為20mm，對(duì)10L的定積容器充氣至200，300，400，500，600kPa，分別記錄數(shù)據(jù)于表1～表3，與相應(yīng)的仿真數(shù)據(jù)作對(duì)比。

表1 單通道8mm管徑定容積充氣數(shù)據(jù)對(duì)比

表2 單通道10mm管徑定容積充氣數(shù)據(jù)對(duì)比

表3 單通道12mm管徑定容積充氣數(shù)據(jù)對(duì)比

對(duì)比單通道不同管徑定容積充氣的仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最大偏差值不超過(guò)0.577s，在允許范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了仿真模型的正確性。

2）單通道不同管長(zhǎng)定容積充氣

管道內(nèi)徑設(shè)置為10mm，管長(zhǎng)設(shè)置為20，50，100，200，400，800mm，對(duì)10L的定積容器充氣至600kPa，記錄表4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并和同條件下的仿真數(shù)據(jù)做比較。

表4 單通道不同管長(zhǎng)定容積充氣數(shù)據(jù)對(duì)比

對(duì)比單通道不同管長(zhǎng)定容積充氣的仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最大偏差值不超過(guò)0.39s，在允許范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了仿真模型的正確性。

3）雙通道不同管徑定容積充氣

設(shè)定管長(zhǎng)都在20 mm，管道外徑分別為8，10，12mm的管路，兩兩組合，對(duì)容積為10L的容器，充氣至200，300，400，500，600kPa，記錄表5～表7的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并和同條件下的仿真數(shù)據(jù)做比較。

比較雙通道不同管徑定容積充氣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)，偏差小于0.553s，仿真模型驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的正確性。

4）三通道不同管徑定容積充氣仿真

設(shè)置三路通道，管徑大小為8，10，12 mm，管長(zhǎng)設(shè)置為20 mm，對(duì)容積為10L的容器，充氣至200，300，400，500，600kPa，記錄表8的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并和同條件下的仿真數(shù)據(jù)做比較。

表5 雙通道8，10mm定容積充氣數(shù)據(jù)對(duì)比

表6 雙通道10，12mm定容積充氣數(shù)據(jù)對(duì)比

表7 雙通道8，12mm定容積充氣數(shù)據(jù)對(duì)比

表8 三通道不同管徑定容積充氣數(shù)據(jù)對(duì)比

對(duì)比三通道不同管徑定容積充氣的仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最大偏差值不超過(guò)0.515s，在允許范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了仿真模型的正確性。

對(duì)比單管道、雙管道、三管道的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)，誤差都小于0.577s。對(duì)10L的容器，充氣目標(biāo)值為600kPa，管道內(nèi)徑為8mm，單通道電磁閥控制，充氣時(shí)間為6.90s，內(nèi)徑為8，12mm的電磁閥和電氣比例閥控制的雙通道充氣時(shí)間為2.523s，管徑為8，10，12 mm的三通道由電磁閥和電氣比例閥獨(dú)立控制的組合充氣方式的充氣時(shí)間為1.855s，多管道、多管徑的組合式充氣方法提高了充氣速度、縮短了充氣時(shí)間。

4 常用方法對(duì)比

將多管道、多管徑結(jié)合電氣比例閥的組合式充氣方式與常用的基于PID算法的電磁閥[11]或者高速開(kāi)關(guān)閥控制[12]的單通道、雙通道充氣系統(tǒng)做對(duì)比，記錄數(shù)據(jù)于表9。

表9 常用方法充氣數(shù)據(jù)對(duì)比

方法1為基于電磁閥的單管道充氣裝置，方法2為基于高速開(kāi)關(guān)閥和電磁閥的雙管道充氣裝置，方法3為多管道、多管徑結(jié)合電氣比例閥的組合式充氣方式。對(duì)10L的容器充氣至200，300，400kPa，單管道直徑為8 mm，管長(zhǎng)設(shè)置為20 mm，雙管道直徑為8，10mm，3管道直徑為8，10，12mm。

比較采用多通道、多管徑結(jié)合電氣比例閥的方法3對(duì)比基于電磁閥的方法1和基于高速開(kāi)關(guān)閥的方法2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不管是單通道、雙通道還是三通道充氣方式，都大幅度縮短了充氣時(shí)間，有助于加快工業(yè)應(yīng)用中的生產(chǎn)節(jié)拍，提高工作效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)比多通道、多管徑結(jié)合電氣比例閥的控制方法所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)，對(duì)于定積容器，充氣管路的長(zhǎng)度越小、管徑越大、并聯(lián)的管路越多，充氣時(shí)間越短；目標(biāo)充氣壓力越高，管路長(zhǎng)度對(duì)充氣時(shí)間的影響越明顯。對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，多通道組合式充氣方式比常用的基于電磁閥的單通道供氣方式和基于高速開(kāi)關(guān)閥的雙通道充氣方式，充氣時(shí)間減少，誤差小。對(duì)于現(xiàn)設(shè)計(jì)的氣動(dòng)系統(tǒng)裝置存在占地面積大，管路復(fù)雜，線路多，軟件設(shè)置界面還不夠美觀，適應(yīng)的壓力范圍區(qū)間小的缺陷，后期加入高壓情況下的切換調(diào)節(jié)方案，并優(yōu)化算法界面，將裝置做成便攜式的設(shè)計(jì)來(lái)改進(jìn)。

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（編輯：劉楊）

Simulation and design on specified-volume multi-channel inflation system

HUANG Xueqin1，F(xiàn)AN Weijun1，GUO Bin1，ZHAO Jing2
（1.College of Metrology Measurement Engineering，China Jiliang University，Hangzhou 310018，China；2.Hangzhou Wolei Intelligent Tech Co.，Ltd.，Hangzhou 310018，China）

In view of low control accuracy and slow inflation velocity generally seen in traditional constant pressure air supply system，an inflation system respectively controlled with electrical proportional valve and solenoid valve based on PID algorithm is designed and built in compound mode with large and small diameter channels for air inflation experiment on specified-volume vessel.The system employs high-speed data acquisition card on the basis of LabVIEW software to analyze the experimental data.On the strength of the flow characteristics of pneumatic system，the mathematical models for air inflation time and tube diameter and length of single-channel，dualchannel and three-channel inflatable device are established in respective.According to Matlab simulating curve，for the specified-volume vessel，the shorter length of air inflation tube and the bigger the tube diameter，more tubes need to be paralleled with shorter time for air inflation;the higher the target inflation pressure，more effect from the length of tube will be imposed on the air inflation time.The experimental results have verified the correctness of the simulation model and that multi-channel inflation system helps to shorten air inflation time and improve accuracy.

Matlab simulation；multi-channel inflation；specified-volume vessel；PID

A

：1674-5124（2017）02-0082-05

10.11857/j.issn.1674-5124.2017.02.017

2016-06-09；

：2016-07-11

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51405463）浙江省公益性技術(shù)應(yīng)用研究計(jì)劃項(xiàng)目（2014C31105）

黃雪琴（1991-），女，浙江溫州市人，碩士研究生，專業(yè)方向?yàn)榫軆x器及機(jī)械。