基于Modelica的柔性多体系统建模与仿真

发布时间：2019-10-15 08:10

【摘要】：现代工业产品,如车辆、航空航天器、机器人等,在仿真设计中一般都抽象为柔性多体系统,且通常是由机械、电子、液压、控制等多个领域子系统组成的复杂系统,传统的单领域仿真工具已经无法满足这些多领域复杂系统的仿真要求。Modelica是一种基于方程的物理建模语言,它以统一的方式描述不同领域的组件模型,非常适合现代多领域复杂系统建模。然而,对于复杂系统中机械子系统的建模,Modelicas标准库只提供了不考虑变形的刚体组件,不能满足柔性多体系统建模的需求。 本文针对上述问题进行了研究,基于柔性多体系统动力学理论,通过读取模态中性文件中柔性体的关键数据,在Modelica/MWorks上开发建立了柔体组件模型,从而实现了基于Modelica的柔性多体系统建模与仿真。本文主要完成以下几方面工作:首先,以柔性多体系统动力学为基础,研究了基于Modelica语言的柔性体建模方法,推导了无约束柔性体的运动微分方程; 其次,通过中性文件转换方法在MWorks平台上开发了柔体组件模型,使MWorks具有了柔性体建模和对其进行动力学分析的能力; 最后,以典型工程为例,包括悬臂梁、曲柄摇杆机构和液压挖掘机,验证了所开发柔体组件模型的正确性和实用性。结果表明,本文建立的柔体组件具有良好的相容性和重用性,并能在静力学、动力学分析中得到较为准确的仿真结果。
【图文】：

中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文杂工程系统的建模、仿真、分析与优化。作为新一代多领域建模 提供了从可视化建模、模型编译、仿真求解到结果分析优化的完目标优化、硬件在环（HIL）以及与其他工具的联合仿真。基于odelica 语言面向对象建模、非因果建模、陈述式物理建模、多领混合建模的强大能力，MWorks 能够在统一的平台上实现包含机的多领域耦合复杂物理系统的建模与仿真。目前，MWorks 的最界面如图 1-1 所示。

可以从 Modelica 数学库（Modelica.Math）中获得。-”、“×”、“/”都可以视为函数，，只是为了方便应用故将以根据需要自定义函数。此外，Modelica 语言提供了外或 Fortran 编写的函数。 语言的建模特性的理解 Modelica 的建模思想与应用，以便于复杂系统的建建模特性进行简单的介绍。机制的组件模型主要包含三个概念：组件、连接机制和组件构件之间通过连接机制进行交互。组件构架实现组件和连和通讯工作稳定可靠。三个概念之间的关系如图 2-1 所示
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH113

【参考文献】

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本文编号：2549526