复杂机电液系统的半实物仿真研究

发布时间：2017-05-19 21:19

  本文关键词：复杂机电液系统的半实物仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着自动化程度的不断提高,大型装备的结构和信息传递过程越来越复杂,已经成为机电液一体化的综合体。对于一体化的复杂机电液系统,采用传统的方法进行设计,只能按照各个单一系统或者各个学科中的顺序设计方法来对其进行开发设计,但是忽视了各单一系统之间的相互影响和各学科之间的相互作用,从而导致开发设计的最终结果很难成为最优方案,并且在传统方法设计中其成本价值过高、设计效率过低、开发周期过长。随着现代各个学科理论的不断完善和社会的进步与发展,多学科协同并行工程成为复杂机电液系统设计的关键问题。半实物仿真技术的提出为多学科协同并行工程提供了一个有效的一体化解决途径,可以将复杂机电液系统中某子系统虚拟模型的数据结果很便捷的输入到另一个子系统实物中,很好的解决了各单一系统之间相互作用的关系。同时各单一系统之间可以并行设计开发,解决了其之间的相互制约,打破了传统自上而下的顺序式设计方发。本论文中以一种用于管端加厚的锻造液压机复杂机电液系统作为实例,利用半实物仿真技术,对该液压机系统中各子系统之间的参数匹配进行了优化,解决该管端加厚液压机在锻造加工过程中存在的冲击振动问题。在本论文中,主要工作有以下几个方面:1、管端加厚液压机的分析与模型的建立对管端加厚液压机中的液压子系统进行详细分析,确定了液压系统与其他单一系统之间参数的输入输出以及相互作用的关系。对液压机中存在的冲击振动问题提出了解决方案,建立了液压机的控制模型。2、半实物仿真关键技术的研究提出了实现半实物仿真的可行性方案,并对半实物仿真中仿真环境实时性的实现和软件与硬件之间的接口技术进行了研究。对外部硬件进行合理的选型,使用接口将硬件与集成有Simulink、Real-Time Workshop(RTW)工具箱的Matlab仿真软件连接在一起,搭建了管端加厚液压机的机电液系统半实物仿真平台。3、管端加厚液压机的半实物仿真优化在建立的半实物仿真平台上对管端加厚液压机进行了半实物仿真试验,通过半实物仿真试验,对单一系统之间参数的匹配进行了优化,同时也验证了半实物仿真技术对于多学科协同并行设计是有效可行的。
【关键词】：复杂机电液系统 半实物仿真 Matlab/simulink RTW
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137;TH-39
【目录】：

• 中文摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-12
• 1.1.1 课题的研究背景10
• 1.1.2 课题的研究意义10-12
• 1.2 课题的来源及国内外研究现状12-15
• 1.2.1 课题的来源12
• 1.2.2 复杂机电液系统国内外研究现状12-14
• 1.2.3 半实物仿真技术的国内外研究现状14-15
• 1.3 课题的主要工作内容15-16
• 第二章 管端加厚液压机的分析与建模16-30
• 2.1 管端加厚液压机液压控制系统研究16-28
• 2.1.1 管端加厚液压机工作特性16-17
• 2.1.2 管端加厚液压机中插装阀的特性17-24
• 2.1.3 管端加厚液压机液压控制系统研究24-28
• 2.2 管端加厚液压机控制模型的建立28-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第三章 半实物仿真关键技术的研究30-38
• 3.1 半实物仿真系统的实现方案30-33
• 3.1.1 半实物仿真的特点30
• 3.1.2 半实物仿真方案的提出与确定30-33
• 3.2 硬件接.技术的研究33-37
• 3.2.1 硬件接.的原理33-34
• 3.2.2 硬件接.的实现34-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第四章 半实物仿真平台的建立38-44
• 4.1 半实物仿真平台的硬件环境组建38-40
• 4.1.1 硬件环境的组成38
• 4.1.2 硬件的选型38-40
• 4.2 半实物仿真平台的软件环境40-43
• 4.2.1 软件环境的组成40
• 4.2.2 实时内核与C语言编译器的安装40-42
• 4.2.3 建立并下载实时程序42-43
• 4.2.4 数据的记录存档43
• 4.3 本章小结43-44
• 第五章 基于半实物仿真平台的试验44-48
• 5.1 实验原理44
• 5.2 实验对象44-45
• 5.3 实验结果分析45-47
• 5.4 本章小结47-48
• 结论与展望48-49
• 参考文献49-52
• 致谢52-53
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文53-54

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本文编号：379884