计算机应用

基于Proe Adams Matlab挖掘机的机电液一体化仿真

秦 成

(海军后勤技术装备研究所,北京100072)

摘要:采用Proe Adams Matlab完成了某挖掘机机电液系统建模并进行一体化联合仿真,对驱动油缸的运动、受力和控制系统的性能进行了分析,联合仿真的实现方法及仿真结果为挖掘机的优化设计提供了可靠的分析数据。

关键词:挖掘机;机电液一体化;仿真分析

中图分类号:TD422 2;TP39 文献标志码:A 文章编号:1003 0794(2008)10 0182 03

Hydromechatronics Simulation Based on Proe Adams Matlab for

Excavator

QIN Cheng

(Research Institute of Naval Logistical Technology and Equipment,Beiji ng100072,China) Abstract:The hydromechatronics model of excavator is built by Proe Adams Matlab,and then the movement and force of the driving tank are analyzed.The performance of control system is simulated.The simulation method and result give some data for the design optimization of e xcavator.

Key words:e xcavator;hydromechatronics;simulation

0 前言

Proe的参数化设计、基于特征和全相关等设计理念改变了机械C AD C AE C AM的传统观念,被广泛应用于机械设计、机械装配、系统仿真和模具设计等领域。Adams是目前世界上应用最广泛的、最具权威性的机械系统动力学仿真分析软件,已经被广泛应用到航空航天、兵器、汽车和机械制造等各个行业。Simulink是Matlab提供的一个图形化仿真环境,可以方便地对用传递函数、微分方程和状态方程描述的动态系统进行建模和仿真。

挖掘机是机电液一体化复合系统,本文采用Proe Ada ms Simulink进行了挖掘机的联合仿真分析。首先采用Pro E建立挖掘机的三维模型,将模型导入到多体动力学仿真软件Adams中;然后采用Ad ams Hydraulics完成了挖掘机液压系统建模;借助于Adams Controls模块,将挖掘机的机械液压系统模型同Matlab Simulink控制分析软件有机地连接起来,实现挖掘机的机电液一体化联合仿真。

1 挖掘机的机电液系统建模

1.1 Proe三维建模

基于Proe软件的变量化设计和实体造型技术,完成各零件的建模和总成的装配,得到了挖掘机的三维实体模型如图1所示。采用Proe MXD模块进行初步运动分析,然后采用Proe和Ada ms的接口软件Mechanism Pro将模型导入到Adams中。

(1)对需要研究的零、部件定义运动,对位移、速度及加速度等进行计算分析;

(2)进行运动仿真显示、运动轨迹分析及运动干涉检验;根据仿真结果对所设计的零件进行修改,直到不产生干涉为止;

(3)利用Pro E和Adams的接口软件Mechanism Pro进行模型修正工作,如映射到运动模型中的约束关系有些可能无法满足运动要求,也需要重新定义。

最后,利用Mechanism Pro生成刚体和一些简单约束后,将模型和分析结果输出为Adams可用的文

件。

图1 挖掘机的三维实体模型

1.2 液压系统建模

Adams Hydraulics模块能够实现可视化液压系统建模,并可同Adams机械系统模块很好地耦合,进

第29卷第10期2008年 10月

煤 矿 机 械

Coal Mine Machinery

Vol 29No 10

Oct.2008