機(jī)電一體化系統(tǒng)建模技術(shù)研究

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機(jī)電一體化的概念是由日本的Yaskawa公司最先提出來的，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也經(jīng)歷了一個(gè)漫長的發(fā)展階段。在發(fā)展的過程中，機(jī)電一體化在漫長的發(fā)展過程中，逐漸由簡單的機(jī)械組合發(fā)展成為多領(lǐng)域以及多成分相結(jié)合的技術(shù)，這也使得市場上的機(jī)電一體化產(chǎn)品逐漸成為了主流產(chǎn)品。現(xiàn)階段，市場競爭已經(jīng)變得越來越激烈，為了能夠更好的迎合客戶的需求，需要加強(qiáng)對機(jī)電一體化系統(tǒng)建模技術(shù)的研究。

1關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的建模方法

1.1鍵合圖建模

鍵合圖建模方法是經(jīng)常使用的一種機(jī)電一體化建模技術(shù)，這種建模技術(shù)在混合系統(tǒng)建模的過程中會(huì)經(jīng)常使用，它能夠針對圖形描述完成對機(jī)械系統(tǒng)的建模過程。這種建模方法最早開始于上個(gè)世紀(jì)50年代末。HenryPaynter對建模基本思想進(jìn)行了有效的建立，在這之后，DeanC.Karnopp又對該理論進(jìn)行了有效的發(fā)展，進(jìn)而成為比較成熟的鍵合圖理論。這種建模方式最早被應(yīng)用在機(jī)電一體化系統(tǒng)建模過程中。在眾多的鍵合圖模型中，所使用的的基本圖形元件大致能分成9類，各個(gè)元件之間主要是通過能量鍵進(jìn)行有效的鏈接，并在每一個(gè)能量鍵上表明箭頭，箭頭指示功率的流向，鍵合圖建模的重要基礎(chǔ)就是能夠加強(qiáng)能量流與能量流之間的交換，這在機(jī)電一體化系統(tǒng)建模過程中得到了充分的應(yīng)用。

1.2方塊建模

這種形式的建模方式主要是由控制學(xué)科中逐漸演變而來的，這種建模方式能夠?qū)π盘柫鬟M(jìn)行有效的輸出和輸入，這樣就能夠在輸入和輸出的過程中有效的完成建模工作。方塊圖建模主要由大量的控制模塊組成，并利用現(xiàn)階段的和諧模塊進(jìn)行有效的鏈接，這樣就能夠利用模塊來表達(dá)輸出和輸入的函數(shù)關(guān)系，這種建模方式的優(yōu)點(diǎn)就是能夠利用前饋模塊進(jìn)行有效的反饋，進(jìn)而利用模塊來完成對機(jī)電的有效空時(shí)，進(jìn)而有效的將機(jī)電一體化控制應(yīng)用在建模技術(shù)當(dāng)中。

1.3面向?qū)ο筮M(jìn)行建模

上個(gè)世紀(jì)70年代左右，HildingElmqvist提出了利用袋鼠方程式來對物理系統(tǒng)面向?qū)ο筮M(jìn)行有效的描述。一般情況下，面向?qū)ο蟮慕＞哂幸欢ǖ睦^承性、層次性和數(shù)據(jù)封裝的重要特點(diǎn)，這樣就能夠?qū)δＰ瓦M(jìn)行有效的重用，也能夠盡量避免錯(cuò)誤現(xiàn)象的發(fā)展。在面向?qū)ο蠼５倪^程中，其實(shí)質(zhì)是能夠?qū)ο嚓P(guān)對象進(jìn)行有效的描述，并在描述之后對相關(guān)的對象進(jìn)行封裝，這樣就能夠?qū)⑵渥鳛橐环N圖標(biāo)的形式進(jìn)行保存，這樣的圖像就被稱之為對象圖。所以，面向?qū)ο筮M(jìn)行建模，也已經(jīng)成為機(jī)電一體化系統(tǒng)建模的重要方法。

1.4系統(tǒng)圖建模方法

在機(jī)電一體化系統(tǒng)建模技術(shù)發(fā)展的過程中，系統(tǒng)圖建模方法也是一種重要的研究對象。利用系統(tǒng)圖方法進(jìn)行建模，能夠?qū)ο到y(tǒng)能量進(jìn)行有效的表示，這樣就能夠加強(qiáng)系統(tǒng)圖的聯(lián)合性，這樣的系統(tǒng)圖方法和鍵合圖方法想類似，能夠利用少量能量進(jìn)行元件的建模，進(jìn)而能夠更加清晰和直觀的對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建，將這種建模方法應(yīng)用在機(jī)電一體化系統(tǒng)建模過程中，也能夠有效的促進(jìn)機(jī)電一體化程度的更好發(fā)展。

1.5混合Petri建模方法

這種建模方式最早是由Alla提出來的，后來逐漸將這種建模方式進(jìn)行了改革，形成了比較規(guī)范的信號系統(tǒng)，這種建模方法主要是能夠?qū)C(jī)電一體化位置進(jìn)行有效的仿真，使其變得更加精確。

2機(jī)電一體化仿真軟件的研究與分析

2.1Schemebuilder仿真軟件

這種仿真軟件實(shí)際上能夠?qū)C(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行有效的輔助，這個(gè)軟件具有有效的建模和仿真功能。該仿真軟件在使用的過程中，能夠利用方塊圖進(jìn)行研究和分析，進(jìn)而形成相應(yīng)的仿真方案，這樣就能夠?qū)Ψ抡娣桨高M(jìn)行有效的描述，這樣就能夠在方案產(chǎn)生之后，這樣就能夠盡可能的實(shí)現(xiàn)對整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的仿真和控制。

2.2Dymola仿真軟件

這種軟件目前主要被應(yīng)用在汽車制造的過程中，被廣泛的應(yīng)用在汽車工程的建模和仿真過程中，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的電子系統(tǒng)之間的有效控制，進(jìn)而完成對汽車或者機(jī)器人等領(lǐng)域的建模和仿真。Dymola能夠在使用的過程中對實(shí)際的物理對象完成建模，這樣的建模過程具有至關(guān)的特點(diǎn)，也能夠?qū)⑵鋺?yīng)用在鍵合圖當(dāng)中，這樣就使得機(jī)電一體化系統(tǒng)的仿真軟件具有高度的抽象性。

2.3Adams仿真軟件

Adams仿真軟件是一種非常有效的動(dòng)態(tài)軟件，這種動(dòng)態(tài)軟件是非常具有權(quán)威性的，在機(jī)械系統(tǒng)發(fā)展過程中得到了廣泛的應(yīng)用。利用這種仿真軟件，能夠自動(dòng)生成一種動(dòng)力學(xué)虛擬樣機(jī)，這樣就能夠完成對機(jī)械系統(tǒng)的建模和仿真分析，并加強(qiáng)機(jī)電一體化的有效控制。因此，在機(jī)電一體化發(fā)展過程中，需要將Adams仿真軟件與Matlab軟件進(jìn)行緊密的結(jié)合，進(jìn)而能夠有效的完成對機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行仿真，并對其進(jìn)行有效的修改。

3結(jié)語

筆者在文章中針對目前的機(jī)電一體化系統(tǒng)建模技術(shù)進(jìn)行了有效分析，并對當(dāng)前擁有的仿真軟件和建模技術(shù)的優(yōu)勢和劣勢進(jìn)行了有效的分析，這樣就能夠?qū)C(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行直觀的分析和建模。為了促進(jìn)未來機(jī)電一體化的有效發(fā)展，需要對機(jī)電一體化的特征進(jìn)行有效的分析，分析適合其發(fā)展的仿真環(huán)境，進(jìn)而有效的促進(jìn)機(jī)電一體化的有效發(fā)展與成熟。