[發明專利]機電聯合仿真方法

有效

• 申請號: 201410084709.4
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN104050312B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 曾照香;劉哲
• 申請（專利權）人: 淄博職業學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發明涉及一種機電聯合仿真方法。其特征是，在UGNX下設計機電產品的機械部分，在Matlab/Simulink下設計電氣部分，然后兩者進行聯合仿真，分析幾點產品的動態特性。本發明使用聯合仿真,可以將機械部分的物理特性和動力學特性更加全面地反映到控制系統中,使機電系統仿真的可信度更高。

技術領域

本發明涉及一種機電聯合仿真方法。

背景技術

隨著市場需求的提升和科學技術的突飛猛進，機電產品設計開發的要求也越來越高。傳統的開發往往采用實物驗證方法，研究周期長、費用高、效率低，已經不能夠滿足現代設計的快速性和多樣性要求，無法應對復雜多變的市場需求，因此根據系統動態性能指標要求來設計產品，從系統的角度優化設計各部分，才能設計出性能優良的產品，滿足日益激烈的市場競爭和愈加苛刻的技術要求，所以構建機電一體化聯合仿真平臺，對產品開發有著戰略性意義。傳統的機電一體化仿真，往往采用剛性電機或者理想電機，隨著機電產品向高速、高精度方面的發展，故有必要搭建機電系統的動態仿真平臺，在機電系統設計初期就考慮系統的動態特性。

發明內容

根據以上現有技術中的不足，本發明要解決的技術問題是：提供一種可以進行聯合仿真的機電聯合仿真方法。

本發明所提供的機電聯合仿真方法，其特征是，在UGNX下設計機電產品的機械部分，在Matlab/Simulink下設計電氣部分，然后兩者進行聯合仿真，分析幾點產品的動態特性。

UGNX下的設計步驟是首先設計機械結構，然后進行機械結構運動學仿真，然后進入動力學協同仿真環境，然后設置輸入驅動轉矩的轉動副，然后設置需要輸出的檢測參數，然后設置輸入/輸出的接口，然后求解得到Matlab/Simulink所需要的信息交互mdl文件；Matlab/Simulink下的設計步驟是首先選擇電機類型，然后構建驅動器及控制策略，然后對電機位置、速度進行仿真，然后設置輸出接口，然后添加UGNX下生成的機械結構模塊，然后分析各種參數；

UGNX下的設計具體步驟是UGNX采用8.0版本，

1)啟動UGNX，在“文件→實用工具→用戶默認設置→運動分析→分析→ReccurDyn”中,“控制/動力學→MATLAB可執行文件”，通過瀏覽找到matlab.exe,確定后重新啟動UGNX，使環境變量起作用；

2)在UG的建模環境下建立一圓柱，直徑50mm高度100mm，基點為絕對坐標(0,0,0)，軸向為Z方向，材料默認；通過“分析→測量體”測量圓柱的慣性矩Izc為480.48205267Kg.mm^2；也可手動計算轉動慣量，對于圓柱形轉動慣量，計算公式為其中M為圓柱體質量，可直接在軟件中測量，其值為1.537542569Kg，D為圓柱體直徑50mm，計算可得轉動慣量為0.000480482kg·m²，與測量值一樣；

3)進入Motion模塊，選擇“動力學”分析類型，高級解算方案選擇“協同仿真”；

4)設置連桿，質量屬性選擇“自動”，系統會自動計算連桿的質心及轉動慣量，其中Izz為480.482052673953Kg.mm^2，Izz為繞z軸的轉動慣量，該值與步驟2)測量及計算的Izc值相同；

5)設置運動副J001，選擇旋轉副，連桿為上述連桿，原點為連桿的圓心，也就是(0,0,0)點，矢量方向為Z方向；

6)添加兩個Plant輸入：Pin_fuzai與Pin_T，前者是負載轉矩，后者是電機的輸出轉矩，也就是機械系統的輸入轉矩；