機電一體化系統(tǒng)建模技術(shù)與仿真軟件的研究與分析

胡鍇

摘要 目前，機電一體化系統(tǒng)建模技術(shù)已經(jīng)得到了充分的發(fā)展，加強對仿真軟件的研究也成為機電行業(yè)發(fā)展的重要一部分。在對機電一體化系統(tǒng)建模技術(shù)以及仿真軟件進行研究與分析的過程中，能夠提高機電一體化程度，促進機電行業(yè)的有效發(fā)展。文章對機電一體化系統(tǒng)建模技術(shù)的對象、混合方法等進行了有效的研究，有效的分析了機電一體化系統(tǒng)的理想建模環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】機電一體化 建模技術(shù) 仿真軟件研究分析

機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，機電一體化技術(shù)也經(jīng)歷了一個漫長的發(fā)展階段。在發(fā)展的過程中，機電一體化在漫長的發(fā)展過程中，逐漸由簡單的機械組合發(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電一體化產(chǎn)品逐漸成為了主流產(chǎn)品?，F(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，需要加強對機電一體化系統(tǒng)建模技術(shù)的研究。

1 關(guān)于機電一體化技術(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)建模的過程中會經(jīng)常使用，它能夠針對圖形描述完成對機械系統(tǒng)的建模過程。這種建模方法最早開始于上個世紀50年代末。Henry Paynter對建?；舅枷脒M行了有效的建立，在這之后，Dean C.Kamopp又對該理論進行了有效的發(fā)展，進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，各個元件之間主要是通過能量鍵進行有效的鏈接，并在每一個能量鍵上表明箭頭，箭頭指示功率的流向，鍵合圖建模的重要基礎(chǔ)就是能夠加強能量流與能量流之間的交換，這在機電一體化系統(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)階段的和諧模塊進行有效的鏈接，這樣就能夠利用模塊來表達輸出和輸入的函數(shù)關(guān)系，這種建模方式的優(yōu)點就是能夠利用前饋模塊進行有效的反饋，進而利用模塊來完成對機電的有效空時，進而有效的將機電一體化控制應(yīng)用在建模技術(shù)當(dāng)中。

1.3 面向?qū)ο筮M行建模

上個世紀70年代左右，Hilding Elmqvist提出了利用袋鼠方程式來對物理系統(tǒng)面向?qū)ο筮M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，這樣就能夠?qū)δＰ瓦M行有效的重用，也能夠盡量避免錯誤現(xiàn)象的發(fā)展。在面向?qū)ο蠼５倪^程中，其實質(zhì)是能夠?qū)ο嚓P(guān)對象進行有效的描述，并在描述之后對相關(guān)的對象進行封裝，這樣就能夠?qū)⑵渥鳛橐环N圖標(biāo)的形式進行保存，這樣的圖像就被稱之為對象圖。所以，面向?qū)ο筮M行建模，也已經(jīng)成為機電一體化系統(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)圖方法進行建模，能夠?qū)ο到y(tǒng)能量進行有效的表示，這樣就能夠加強系統(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行元件的建模，進而能夠更加清晰和直觀的對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行構(gòu)建，將這種建模方法應(yīng)用在機電一體化系統(tǒng)建模過程中，也能夠有效的促進機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電一體化位置進行有效的仿真，使其變得更加精確。

2 機電一體化仿真軟件的研究與分析

2.1 Schemebuilder仿真軟件

這種仿真軟件實際上能夠?qū)C電一體化系統(tǒng)進行有效的輔助，這個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，能夠利用方塊圖進行研究和分析，進而形成相應(yīng)的仿真方案，這樣就能夠?qū)Ψ抡娣桨高M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現(xiàn)對整個機電一體化系統(tǒng)的仿真和控制。

2.2 Dymola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)多個領(lǐng)域內(nèi)的電子系統(tǒng)之間的有效控制，進而完成對汽車或者機器人等領(lǐng)域的建模和仿真。Dymola能夠在使用的過程中對實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，也能夠?qū)⑵鋺?yīng)用在鍵合圖當(dāng)中，這樣就使得機電一體化系統(tǒng)的仿真軟件具有高度的抽象性。

2.3 Adams仿真軟件

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

3 結(jié)語

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

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