> 机电毕业论文 > > 机电一体化虚拟仿真实验研究论文
机电毕业论文

机电一体化虚拟仿真实验研究论文

摘要:摘要: 机电一体化产品机械结构复杂,电气控制方式多变,导致目前所用实验设备种类难以含盖整机电课程知识点,无法满足培养学生动手能力的训练与创新能力的培养,针对这种现象,淄博职业学院开发了基于UG与Matlab/Simulink软件的机电一体化虚拟仿真实验,经
关键词:机电,一体化,虚拟,仿真,实验,研究论文,

离婚前规则片尾曲,中华英雄谱,专偷初吻的天使

  摘要:机电一体化产品机械结构复杂,电气控制方式多变,导致目前所用实验设备种类难以含盖整机电课程知识点,无法满足培养学生动手能力的训练与创新能力的培养,针对这种现象,淄博职业学院开发了基于UG与Matlab/Simulink软件的机电一体化虚拟仿真实验,经过两学年的测试与改进,效果良好。

  关键词:机电一体化;虚拟仿真;探讨

  1电机电器仿真模型

  Matlab/Simulink软件是一款集科学计算、模块化建模和可视化仿真于一体的多功能建模仿真软件,具有操作简单、功能完备、兼容性强等特点。该软件集成了多种专业建模工具箱,可实现对单一领域系统的建模仿真,也可以实现多领域耦合系统的联合仿真[3]。软件中提供了许多模块,提供了电力系统模块库,可方便的进行RLC电路、电力电子电路、电机控制系统和电力系统的仿真[4]。其中三相异步交流电机控制比较简单,直接利用Simulink中提供的电机本体[5]。在伺服系统中,应用较多的电机主要是无刷直流电机、感应电动机和三相永磁同步电动机。无刷直流电机控制电路简单、易实现,但电刷存在易磨损、易打火等问题。感应电动机结构复杂,矢量控制算法繁杂,不利于高精度控制场合。永磁同步电机PMSM,具有结构简单、体积小、转矩电流比高、效率高、功率因数高、转动惯量低、易于散热及维护保养等优点。

  2机械结构运动仿真

  在UG软件中,绘制好零件的三维模型,根据实际情况装配好产品后,进入运动仿真模块,选择动力学分析环境,高级结算方案选择协同仿真。对组成产品的每一个构件定义连杆属性,系统会自动计算质心惯性矩等。对构件与构件连接处的运动副定义运动副属性,并创建标记点、传感器等相关选项。可定义多种驱动方式(力、扭矩、速度、加速度、铰链驱动、函数驱动等),设置好仿真时间和运动步数后,求解,最终实现机构的运动。但这种驱动的输入没有通过电机控制,所以无法真正的模拟机电一体化系统的运动特性,需要进行机电一体仿真。

  3机电一体化仿真

  在UG协同仿真环境中,创建工厂输入、工厂输出。工厂输入是把Matlab/Simulink中的动力输出等控制信息(力、扭矩)传输到UG软件中机械结构的动力输入端,从而实现电气系统驱动机械结构。工厂输出是把UG中机械结构的运动信息(位移、速度、加速度)、传感器信息、表达式信息等输出到Simulink中,从而实现机械结构的传感器信息传递给电气控制系统。通过工厂输入、工厂输出,实现了Simulink中的电气控制系统与UG中的机械结构之间的信息交互。需要注意的是:Simlink中控制系统的仿真采样频率需要与UG中的机构运动仿真模型采样频率相同[6]。

  4总结

  经过机电一体化虚拟仿真平台,Matlab/Simulink中控制系统可以控制UG中的机械结构,机械结构运动是三维模型,非常直观,方便多角度观察。还可把各种数据信息输出到Excel表格中,绘制各种图标,研究机电一体化系统运行特性。同学们只要掌握了这种实验方式,可非常容易的扩展电气控制系统或者机械结构,极大的促进了学生创新意识,提高了同学们学习软件工具及相关理论知识的积极性。

  参考文献

  [1]吴淑珍.机电一体化技术的发展趋势[J].兵器装备工程学报,2008,29(5):156-158.

  [2]杨凤双.机电一体化系统在机械工程中的应用[J].科技资讯,2017(33):70-71.

  [3]崔洪新,冯柯,李焕良,等.基于Simulink的机电液系统虚拟样机建模方法[J].计算机应用,2016,36(s2):129-131.

  [4]洪乃刚.电力电子、电机控制系统的建模和仿真[M].北京:机械工业出版社,2010.

  [5]张小石,郝秀平,廖辉,等.基于MATLAB/Simulink的三相直流电机动态仿真[J].机械工程与自动化,2014(4):56-58.

  [6]李玉胜,董保香,张国海.基于NX与Matlab/Simulink的协同仿真与应用[J].制造业自动化,2013,35(6):64-65.