[發明專利]機電液控聯合仿真方法

在審

• 申請號: 201410085579.6
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103913993A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 曾照香
• 申請（專利權）人: 淄博職業學院
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 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

技術領域

本發明涉及一種機電液控聯合仿真方法。

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液控聯合仿真方法。

本發明所提供的機電液控聯合仿真方法，在UGNX下設計機電產品的機械部分，在Matlab/Simulink下設計電氣部分，在AMESim下仿真液壓系統，由Simulink把控制信息分別傳遞給UGNX和AMESim，然后三者進行聯合仿真，分析機電產品的動態特性。

Simulink中三相異步交流電機把轉速信息、伺服閥控制信息傳遞給AMESim，把轉速信息傳遞給UGNX，AMESim把液壓推桿位移信息傳遞給UGNX。

本發明所具有的有益效果是，使用聯合仿真,可以將機械部分、液壓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,使機電液系統仿真的可信度更高。

附圖說明

圖1是本發明仿真模型；

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例做進一步描述：

本發明所提供的機電液控聯合仿真方法，在UGNX下設計機電產品的機械部分，在Matlab/Simulink下設計電氣部分，在AMESim下仿真液壓系統，由Simulink把控制信息分別傳遞給UGNX和AMESim，然后三者進行聯合仿真，分析機電產品的動態特性。

如圖1所示，Simulink中三相異步交流電機把轉速信息、伺服閥控制信息傳遞給AMESim，把轉速信息傳遞給UGNX，AMESim把液壓推桿位移信息傳遞給UGNX。

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，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；

7）添加兩個標量扭矩T_fuzai、T_input，扭矩的副值采用“f(x)函數”的方法，把Pin_fuzai與Pin_T分別添加到扭矩中；然后T_fuzai、T_input分別作用在步驟5）中所定義的旋轉副；在定義函數的時候，從插入中選擇“運動→工廠輸入”，找到所選擇的Plant輸入，單位選擇“sec”與“N-m”；

8）新建傳感器Se001，傳感器的作用是檢測旋轉副J001繞Z方向的加速度；

9）新建Plant輸出Pou_J001_AMAG，通過Pou_J001_AMAG把傳感器Se001所對應的加速度傳遞給Simulink中；