基于键合图的机电系统建模仿真及其软件实现

发布时间：2017-12-27 17:31

本文关键词：基于键合图的机电系统建模仿真及其软件实现　出处：《宁波大学》2012年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：机电系统在现代工业发展中扮演重要角色，并在众多领域中得到广泛应用。系统建模和仿真是机电一体化产品设计和性能分析的基础，其关键就是建立描述其动态特性的数学方程。目前采用的建模方法要求建模人员首先建立研究对象的数学模型，这不仅需要丰富的建模经验，，还要求掌握机械、电子、液压和控制等专业知识，无疑增加了建模难度甚至难以实现。因此，研究一种通用的图形化的建模方法辅助工程技术人员完成多领域物理系统建模就成为一项重要内容。本文从研究键合图理论和方法入手，提出能量系统包括机电系统建模基础是功率流和能量交换，不同能量域中广泛存在相同的物理概念及相同的数学方程形式，能量的供给、贮存、耗散和约束均可被抽象为通用元件，成为多领域物理系统基于能量接口建模的基本元素。通过研究键合图方法在机械系统和电气系统建模中的应用，系统总结了机电系统基于键合图建模的一般流程及其方程手工推导的一般过程。在软件实现方面，首先对键合图方法作出相关改进并提出独立的键合图传感器概念；其次，采用Matlab平台的物理建模语言Simscape，通过使用面向对象编程方法，建立了一个开放式的键合图模型库。最后，通过RLC电路、质量－弹簧－阻尼系统和并励电机具体实例验证该模型库建模仿真的可行性。研究结果表明，键合图模型库与Simscape物理建模软件能够无缝衔接，并且一定程度上提高了后者的建模效率，使得键合图方法直观简洁的优势得到极大发挥。
[Abstract]:Mechanical and electrical systems play an important role in the development of modern industry and have been widely used in many fields. System modeling and simulation are the basis of the product design and performance analysis of mechatronics, and the key is to establish a mathematical equation describing the dynamic characteristics of the system. The modeling method currently used requires the modelers to first establish mathematical models of research objects, which not only requires rich modeling experience, but also requires mechanical, electronic, hydraulic and control expertise, which undoubtedly increases modeling difficulty and even is difficult to achieve. Therefore, it is an important content to study a general graphical modeling method to assist engineering technicians to complete modeling of multi domain physical systems.
【学位授予单位】：宁波大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH-39

【参考文献】