液压支架是综合机械化采煤关键设备,而立柱控制回路是支架最关键回路,其性能好坏直接影响整个综采工作面的可靠性及安全性。本文首先对液压系统的动态特性做了简单介绍,分析支架立柱液压系统的工作原理。通过对立柱工作过程的分析可知,立柱在溢流承载阶段和卸载降柱阶段产生剧烈的液压冲击。结合立柱液压系统的工作原理,绘制系统的功率键合图,推导出系统的数学模型。根据数学模型,用MATLAB/Simulink软件建立系统的升柱、初撑、恒阻、卸载降柱四个阶段的仿真模型。设置系统参数和仿真参数,运行仿真,得到斜坡响应下升柱、初撑阶段立柱下腔的压力曲线、位移曲线、速度曲线,阶跃响应下恒阻溢流、卸载降柱阶段安全阀、液控单向阀的压力、流量、阀芯位移曲线。通过改变安全阀弹簧刚度、阀芯的粘性阻尼,液控单向阀液控口的直径和控制端活塞面积,可知适当增加安全阀弹簧刚度和阀芯阻尼可减小阀芯震荡及溢流压力冲击,适当减小液控单向阀液控口直径和增加控制端活塞面积可以减小阀芯振动和卸载压力冲击。采用AMESim特有的基本元素建模法构建立柱液压系统中关键元件的模型及系统模型,设置仿真参数并运行。得到升柱、初撑阶段活塞杆腔的压力曲线、立柱上升的速度和位移曲线。利用AMESim自带的Batch运行工具,通过改变泵站的流量和泵站卸荷调定压力,观察仿真结果可知,当卸荷压力恒定时,增加泵站的流量可显著提高升柱速度。当泵站流量恒定时,且升柱供液压力达到卸荷阀调定压力值时,卸荷调定压力值越高升柱工序时间越长,但初撑工序时间变短,初撑力变大。通过对溢流恒阻阶段的仿真结果分析可知,适当增加安全阀弹簧的刚度,可以减小阀芯的振荡、从而减小压力冲击,但同时使控制压力的动态超调量增大,在进行阀的优化设计时要做出恰当的折中。对卸载阶段的仿真结果分析可知,减小液控口直径可以使阀芯缓慢开启,减小阀芯振荡,从而可减小卸载压力冲击。最后对比分析两种仿真环境下的仿真结果,分析表明两种仿真软件的结果可以相互验证。本文进行的研究工作为立柱液压系统关键元件的结构设计和系统参数优化提供参考依据。