面向對象的多領域復雜機電系統(tǒng)鍵合圖建模和仿真的研究
發(fā)布時間：2021-09-11 10:30
復雜機電產品，通常涉及機械、控制、電子、液壓、氣動和軟件等多學科領域，開發(fā)是一個多領域交叉的系統(tǒng)工程，需要進行多領域建模和仿真。本文針對這一工作，在山東省科委重點項目“復雜產品虛擬樣機技術研究”的支持下，對基于鍵合圖方法的面向對象的多領域復雜系統(tǒng)建模和仿真進行了深入研究。 第一章首先綜述了多領域建模和仿真、多領域統(tǒng)一建模方法和語言、基于圖形多領域建模、鍵合圖建模等研究和應用的發(fā)展現(xiàn)狀，討論了存在的問題，論述了面向對象的多領域復雜系統(tǒng)鍵合圖建模和仿真的研究意義和研究內容。 第二章概括地介紹了鍵合圖建模的基礎理論，包括鍵合圖基本組成元素的符號定義及在不同的工程系統(tǒng)中其所表達的物理特性和所具有的數(shù)學描述、鍵合圖的因果關系、由鍵合圖模型建立狀態(tài)方程的基本方法和步驟，為后續(xù)各章的研究做好理論基礎。 第三章深入研究了鍵合圖的面向對象的特性，鍵合圖元件在Modelica語言中的描述機理，以及鍵合圖模型在Modelica中的實現(xiàn)。在此基礎上，深入研究基于組件的建模思想和方法，并給出基于組件的建模過程。 第四章針對鍵合圖難于表達的多體動力學問題，系統(tǒng)地給出了基于牛頓力學的歐拉方程...
【文章來源】：機械科學研究總院北京市
【文章頁數(shù)】：163 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
閉環(huán)電機驅動模型圖
J=05.m:r瞥圖3一2閉環(huán)電機驅動模型圖語句 Idea1Geargearbox(ratio=100)聲明了一個理想齒輪箱類(elass)的實例(模型)，并將參數(shù) rat10(傳動比)設定為 100。Modeliea語言支持層次化建模，如motor模塊可繼續(xù)分解，如圖3一3所示。圖3一3工deaGear子模塊模型圖connect語句用來連接各個部件。每個部件必須具有正確的接口，在Modeliea語言中這用類(elass)eonneetor來實現(xiàn)。例如，IdealGear有兩個接口flange多和flangeb，其中flange_a的定義為: eonneetorFlange_a 51.AnglePhi; flow51.Torquetau; endFlange多:connector定義了接口的名字以及所要交互的變量，在Flange一接口中為轉角和扭矩。關鍵字flow表明當Flange一與其它部件的接口相連時
圖3一4功率鍵的equation窗口型，而所建立的模型又可鍵入模型庫，成為模型庫中的組成部分。這樣就實現(xiàn)了自下而上的建模過程。如圖3一7所示，為一用基本鍵圖元建立的系統(tǒng)的鍵合圖模型。反過來，也可實現(xiàn)自上而下的建模，在設計的初期，可根據(jù)模型的物理結構建立類似于字(word)鍵合圖的概念模型，隨著設計的深入，不斷對概念模型中的子模型進行細化，由于鍵合圖和 Modelica的面向對象的特性，對子模型的修改并不影響模型中的其它部分，到設計的末期，得到細化的總模型。 F.E.Cel1ier于2005年6月開發(fā)了第一個基于 Modelica的鍵合圖庫BondLib「5lJ，庫中定義了所有的基本鍵圖元以及傳感器，熱、電、液壓等領域的一些基本元件
【參考文獻】：
期刊論文
[1]協(xié)同仿真平臺中的仿真組件技術及其實現(xiàn)[J]. 燕雪峰,邸彥強,戰(zhàn)守義,王鵬,柴旭東. 計算機集成制造系統(tǒng)-CIMS. 2004(04)
[2]基于HLA的多領域建模研究[J]. 陳曉波,熊光楞,郭斌,張和明. 系統(tǒng)仿真學報. 2003(11)
[3]多技術系統(tǒng)基于VHDL-AMS的統(tǒng)一建模與仿真技術研究[J]. 閔春平,竇文華. 計算機研究與發(fā)展. 2003(05)
[4]仿真在復雜產品設計中的應用及面臨的挑戰(zhàn)[J]. 陳曉波,熊光楞,柴旭東. 系統(tǒng)仿真學報. 2002(08)
[5]基于組件的分布離散事件仿真環(huán)境[J]. 張耀鴻,羅雪山,余濱. 系統(tǒng)仿真學報. 2002(08)
[6]復雜產品協(xié)同仿真平臺的研究與實現(xiàn)[J]. 柴旭東,李伯虎,熊光楞,全春來,王行仁,朱文海. 計算機集成制造系統(tǒng)-CIMS. 2002(07)
[7]支持復雜產品設計的協(xié)同仿真平臺研究[J]. 郭斌,熊光楞,陳曉波. 機械與電子. 2002(04)
[8]機電一體化系統(tǒng)多能量域集成產品建模與仿真技術[J]. 閔春平,竇文華. 系統(tǒng)仿真學報. 2002(06)
[9]面向對象仿真與建模特點[J]. 謝黎明,孫元濤,張永貴,邱震宇. 甘肅工業(yè)大學學報. 2002(01)
[10]面向對象仿真建模的研究[J]. 張江平,呂俊芳. 航空計測技術. 2001(06)
博士論文
[1]組件型數(shù)字化樣機多層次協(xié)同建模理論、方法及應用研究[D]. 萬昌江.浙江大學 2005
[2]液壓系統(tǒng)可視化動態(tài)建模技術及其軟件實現(xiàn)方法研究[D]. 王士剛.大連理工大學 2002
碩士論文
[1]虛擬器件仿真與建模方法的研究[D]. 姚小龍.華中科技大學 2004
[2]基于鍵合圖理論的混合動力電動汽車建模與仿真[D]. 高海鷗.武漢理工大學 2004
[3]面向功率鍵合圖的通用仿真軟件的開發(fā)[D]. 楊其全.大連鐵道學院 2002
本文編號：3392841
【文章來源】：機械科學研究總院北京市
【文章頁數(shù)】：163 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
閉環(huán)電機驅動模型圖
J=05.m:r瞥圖3一2閉環(huán)電機驅動模型圖語句 Idea1Geargearbox(ratio=100)聲明了一個理想齒輪箱類(elass)的實例(模型)，并將參數(shù) rat10(傳動比)設定為 100。Modeliea語言支持層次化建模，如motor模塊可繼續(xù)分解，如圖3一3所示。圖3一3工deaGear子模塊模型圖connect語句用來連接各個部件。每個部件必須具有正確的接口，在Modeliea語言中這用類(elass)eonneetor來實現(xiàn)。例如，IdealGear有兩個接口flange多和flangeb，其中flange_a的定義為: eonneetorFlange_a 51.AnglePhi; flow51.Torquetau; endFlange多:connector定義了接口的名字以及所要交互的變量，在Flange一接口中為轉角和扭矩。關鍵字flow表明當Flange一與其它部件的接口相連時
圖3一4功率鍵的equation窗口型，而所建立的模型又可鍵入模型庫，成為模型庫中的組成部分。這樣就實現(xiàn)了自下而上的建模過程。如圖3一7所示，為一用基本鍵圖元建立的系統(tǒng)的鍵合圖模型。反過來，也可實現(xiàn)自上而下的建模，在設計的初期，可根據(jù)模型的物理結構建立類似于字(word)鍵合圖的概念模型，隨著設計的深入，不斷對概念模型中的子模型進行細化，由于鍵合圖和 Modelica的面向對象的特性，對子模型的修改并不影響模型中的其它部分，到設計的末期，得到細化的總模型。 F.E.Cel1ier于2005年6月開發(fā)了第一個基于 Modelica的鍵合圖庫BondLib「5lJ，庫中定義了所有的基本鍵圖元以及傳感器，熱、電、液壓等領域的一些基本元件
【參考文獻】：
期刊論文
[1]協(xié)同仿真平臺中的仿真組件技術及其實現(xiàn)[J]. 燕雪峰,邸彥強,戰(zhàn)守義,王鵬,柴旭東. 計算機集成制造系統(tǒng)-CIMS. 2004(04)
[2]基于HLA的多領域建模研究[J]. 陳曉波,熊光楞,郭斌,張和明. 系統(tǒng)仿真學報. 2003(11)
[3]多技術系統(tǒng)基于VHDL-AMS的統(tǒng)一建模與仿真技術研究[J]. 閔春平,竇文華. 計算機研究與發(fā)展. 2003(05)
[4]仿真在復雜產品設計中的應用及面臨的挑戰(zhàn)[J]. 陳曉波,熊光楞,柴旭東. 系統(tǒng)仿真學報. 2002(08)
[5]基于組件的分布離散事件仿真環(huán)境[J]. 張耀鴻,羅雪山,余濱. 系統(tǒng)仿真學報. 2002(08)
[6]復雜產品協(xié)同仿真平臺的研究與實現(xiàn)[J]. 柴旭東,李伯虎,熊光楞,全春來,王行仁,朱文海. 計算機集成制造系統(tǒng)-CIMS. 2002(07)
[7]支持復雜產品設計的協(xié)同仿真平臺研究[J]. 郭斌,熊光楞,陳曉波. 機械與電子. 2002(04)
[8]機電一體化系統(tǒng)多能量域集成產品建模與仿真技術[J]. 閔春平,竇文華. 系統(tǒng)仿真學報. 2002(06)
[9]面向對象仿真與建模特點[J]. 謝黎明,孫元濤,張永貴,邱震宇. 甘肅工業(yè)大學學報. 2002(01)
[10]面向對象仿真建模的研究[J]. 張江平,呂俊芳. 航空計測技術. 2001(06)
博士論文
[1]組件型數(shù)字化樣機多層次協(xié)同建模理論、方法及應用研究[D]. 萬昌江.浙江大學 2005
[2]液壓系統(tǒng)可視化動態(tài)建模技術及其軟件實現(xiàn)方法研究[D]. 王士剛.大連理工大學 2002
碩士論文
[1]虛擬器件仿真與建模方法的研究[D]. 姚小龍.華中科技大學 2004
[2]基于鍵合圖理論的混合動力電動汽車建模與仿真[D]. 高海鷗.武漢理工大學 2004
[3]面向功率鍵合圖的通用仿真軟件的開發(fā)[D]. 楊其全.大連鐵道學院 2002
本文編號：3392841
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