[發明專利]傳動系統建模設計系統及方法

有效

• 申請號: 201910548004.6
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110276130B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 楊小輝;劉更;韓冰;王海偉;吳立言
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 李振瑞

1.傳動系統建模設計系統，其特征在于，所述系統包括拓撲關系模型建模模塊和功率傳遞路徑分析模塊，所述拓撲關系模型建模模塊用于構建傳動單元庫，定義傳動單元之間的輸入輸出接口從而實現拓撲關系模型建模；

所述功率傳遞路徑分析模塊用于將拓撲關系模型轉換為圖論模型，然后對圖論模型搜索獲得功率傳遞路徑及各傳動單元的輸入功率和輸出功率；

其中，所述拓撲關系模型建模模塊包括：

構型分解模塊，用于整理常見傳動系統的構型形式，將構型進行分析、分解獲得傳動單元類型，并將獲得的傳動單元組織成為傳動單元庫；

接口定義模塊，用于分析傳動單元庫中各個傳動單元之間的連接關系，根據各傳動單元與其它單元之間的連接關系、連接形式和連接點的位置確定各傳動單元的輸入輸出接口的數目和形式，將輸入輸出接口的連接關系抽象為拓撲關系模型中的連接關系；

建模模塊，用于根據已定義的傳動單元庫進行拓撲關系模型的拖拽式建模，并根據各傳動單元的輸入輸出接口進行傳動單元的連接，形成完整的傳動系統拓撲關系模型；

所述功率傳遞路徑分析模塊包括：

模型轉換模塊，用于確定拓撲關系模型與圖論模型之間的轉換規則，并將拓撲關系模型轉換為圖論模型，獲得圖論模型的鄰接矩陣；

路徑搜索模塊，用于使用深度優先的搜索方法，對鄰接矩陣進行搜索獲得傳動系統的功率傳遞路徑，并通過基于圖論的流分析獲得各個傳動單元的輸入功率和輸出功率。

2.如權利要求1所述的傳動系統建模設計系統，其特征在于，所述接口定義模塊在確定傳動單元的接口后，還根據傳動單元之間的連接形式對傳動單元的每一類接口都定義相應的可連接接口集合，然后通過接口集合之間的匹配以及連接關系與接口類型的匹配完成從輸入輸出接口的物理連接關系到拓撲關系模型中抽象的連接關系的映射。

3.如權利要求1所述的傳動系統建模設計系統，其特征在于，所述建模模塊在建立拓撲關系模型時選擇傳動單元庫中的傳動單元并按照接口的連接要求形成相應的連接關系，同時需要符合傳動單元的輸入輸出接口和功率的要求，同時需要檢測拓撲關系模型符合傳動系統的總體設計要求。

4.如權利要求1所述的傳動系統建模設計系統，其特征在于，所述轉換規則為：將傳動單元映射為圖論模型中的點，拓撲關系模型中的連接關系映射為圖論模型中的線，根據圖論模型中的點線關系獲得相應的鄰接矩陣，鄰接矩陣中的每一行和每一列均代表一個點，鄰接矩陣中的元素a_ij表示第i個點和第j個點之間是否有連線，若有連線則值為1，若沒有連線則值為0。

5.如權利要求1所述的傳動系統建模設計系統，其特征在于，搜索過程中首先確定功率輸入輸出部件在鄰接矩陣中的位置，以動力輸入單元所在點的行的第一列作為起點，以動力輸出單元所在點的列作為終點使用深度優先的方法進行搜索。

6.傳動系統建模設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

構建傳動單元庫，定義傳動單元之間的輸入輸出接口從而實現拓撲關系模型建模；

將拓撲關系模型轉換為圖論模型，然后對圖論模型搜索獲得功率傳遞路徑及各傳動單元的輸入功率和輸出功率；

其中，通過以下方法實現拓撲關系模型建模：

整理常見傳動系統的構型形式，將構型進行分析、分解獲得傳動單元類型，并將獲得的傳動單元組織成為傳動單元庫；

分析傳動單元庫中各個傳動單元之間的連接關系，根據各傳動單元與其它單元之間的連接關系、連接形式和連接點的位置確定各傳動單元的輸入輸出接口的數目和形式，將輸入輸出接口的連接關系抽象為拓撲關系模型中的連接關系；

根據已定義的傳動單元庫進行拓撲關系模型的拖拽式建模，并根據各傳動單元的輸入輸出接口進行傳動單元的連接，形成完整的傳動系統拓撲關系模型；

拓撲關系模型轉換、功率傳遞路徑及各傳動單元的輸入功率和輸出功率搜索通過以下方式實現：

確定拓撲關系模型與圖論模型之間的轉換規則，并將拓撲關系模型轉換為圖論模型，獲得圖論模型的鄰接矩陣；

使用深度優先的搜索方法，對鄰接矩陣進行搜索獲得傳動系統的功率傳遞路徑，并通過基于圖論的流分析獲得各個傳動單元的輸入功率和輸出功率。