基于Modelica的硫化機液壓傳動系統建模與仿真.pdf

1、液壓式輪胎硫化機是一種十分重要的大型機電裝備,系統集機械、液壓、電控和熱能等多個學科領域功能單元于一體,跨領域間的耦合作用將對系統的最終性能產生很大影響。隨著系統研究的日益復雜化,傳統的對單個工程領域問題的研究分析工具難以勝任；為準確分析系統結構和提高產品最終性能,有必要對涉及多領域部件的輪胎硫化機進行跨領域統一建模與仿真研究。
　　 本文采用面向物理對象多領域建模仿真語言Modelica,以模塊化建模技術對輪胎硫化機按工程領域

2、進行模塊化分解建模。建立的模型庫具有典型性、獨立性、通用性和可連接性的特點,并能在同一個軟件仿真平臺Dymola下進行仿真驗證。通過將不同領域仿真模型的聯合仿真調試,解決輪胎硫化機液壓傳動系統的跨領域建模與仿真問題。主要工作包含幾個內容:
　　 對輪胎硫化機傳動系統按工程領域進行模塊化分解,將其分解為液壓系統、電控系統、機械結構和溫度參數等模塊,以便采用模塊化建模思想對其進行建模仿真；在液壓系統建模中,使用Modelica語言建

3、立了可重用的液壓元件庫--Hydraulic。在此元件庫中,綜合前人的研究并加入了大量自定義的元件模型。在液壓元件建模中,不僅考慮其靜態(tài)特性,而且建立了元件的動態(tài)特性模型。并選取與輪胎硫化機仿真相關的液壓傳動元件進行實驗對比,驗證所建模型的正確性；在電控系統建模中,使用Modelica語言建立了輪胎硫化機液壓傳動系統的控制器和電機仿真模型。其中在控制器的建模過程中,采用Modelica的混雜建模技術,將離散系統的Petri網建模方法和連

4、續(xù)系統的微分方程融合一起,進行建模分析。在傳熱系統建模中,對液壓缸的溫度測量數據進行曲線擬合分析,并對其進行周期拓展。并根據液壓油的黏溫特性和液阻函數,將拓展后的溫度函數轉化為液壓缸泄漏系數隨時間變化的仿真模型。
　　 將以上不同領域模型進行綜合,建立起來了多領域輪胎硫化機傳動系統模型,并進行仿真分析。并在設計位置,對系統進行關鍵參數的靈敏度分析,得到當參數擾動1％時,對系統的影響大小。最后,將仿真產生的硫化機運動曲線與幾何模型

5、結合,在3ds MAX軟件中實現了輪胎硫化機的仿真動畫,以可視化的方式展示了輪胎硫化機的整個運動過程,并很好地滿足了廠商的實際需求。
　　 Dymola/Modelica的強大功能使其能夠在輪胎硫化機跨領域仿真分析提供了有力支持,本文的工作又是對Modelica軟件在新領域應用的有益嘗試。由于文中采用開放系統的思想和技術來設計和實現輪胎硫化機的模塊化建模仿真,使得子系統模型具有良好的通用性和可重用性。所建模型及文中的研究可為進一