[发明专利]机械液压联动仿真参数的实时交互方法

说明书

技术领域

本发明属于机电液一体化技术领域，主要应用于工业大型液压系统与重型机械运动构件的组合运动仿真。

背景技术

大型液压系统与重型机械运动构件是冶金行业重载液压装备的基本要素，如重型荒磨机床液压支撑缸与磨削臂，自由锻造压机的液压工作缸与动梁。设计此类设备的控制系统时，必须考虑液压与机械联动建模问题。目前，通用商业仿真软件只能单独提供液压系统建模平台(Easy5、AMESim)、或者动力学建模平台(ADAMS)，无法实现机、液交联互动的仿真功能。若能解决经典的机床动力学仿真软件与液压动力学仿真软件之间的数据实时交互问题，就可以在线实现液压系统参数(各类阀、油缸、管道)、控制系统与机械构件实体运动的联动仿真，对一类工业大型装备的设计具有重要的实际指导意义。

中间件技术是上个世纪90年代兴起的概念，它位于客户机或服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通讯。中间件的特点包括：满足大量应用的需要；运行于多种硬件和OS平台；支持分布式计算，提供跨网络、硬件和平台的透明性的应用或服务的交互功能；支持标准的协议与接口。

发明内容

为解决现有的应用仿真软件系统数据不能互联的问题，本发明提供一种面向机床动力学仿真软件(如ADAMS)和液压系统仿真软件(如EASY5)的中间件设计，实现二者仿真参数的即时交互，进而达到机械液压系统联动仿真的目的。

本发明的特征在于，所述方法是借助于计算机联动仿真中间件依次按以下步骤实现的：

步骤(1)，初始化，建立：

一个在机械液压联动仿真时实时交互机床动力学参数和液压动力学参数的联动仿真中间件，一个机床动力学仿真软件ADAMS模块，以下简称ADAMS模块，一个液压动力学仿真软件EASY5模块，以下简称EASY5模块，

在所述的ADAMS模块中，建立有输出类型状态变量和用于输入机械交互参数的运动激励器，其中：

输出类型状态变量，设定为输出到所述Easy5模块的液压缸活塞杆位移和活塞杆速度，是一种机械交互参数，当输出参数为所述液压缸活塞杆位移时，参数值定义为位移量的Displacement Magnitude函数，同时设定位移标尺两端的标志量，当输出参数为所述活塞杆速度时，参数值定义为位移方向的Velocityalong Line-of-Sight函数，同时设定速度标尺两端的标志点及速度方向的参考点，

作为运动激励器驱动参数的激励力的大小设定为所述Easy5模块的油缸输出力，一个运动激励器只对应一个驱动参数，当一个驱动方向有多个驱动参数时，只能在一个驱动上设定约束，

所述ADAMS模块向所述联动仿真中间件输出一个Control Plant文件，其中包括所述输入/输出交互参数，

在所述Easy5模块中，建立一个动态链接库dll文件，作为与所述联动仿真中间件通信的中间文件，其中包括输出到所述ADAMS模块的油缸输出力，以此来决定所述油缸的活塞杆位置与速度，

所述联动仿真中间件，包含有：应用功能实现层、中间件管理层和中间件功能实现层，其中：

应用功能实现层，设有人机操作界面，供用户设置包括联动通信步长、机械液压联动仿真参数的交互关系在内的中间件参数，并以曲线形式实时显示当前仿真时刻下各联动仿真的机液交互参数的具体数值，

中间件管理层，包含：负责参数对应关系管理的CDataRelation类、负责时间管理的CTimeManage类以及负责错误捕捉的CErrorCatch类，其中：

参数对应关系管理类CDataRelation，根据来自所述应用功能实现层的机液交互参数之间的连接关系，生成用于描述包括油缸的活塞杆位移和速度在内的机床动力学参数和包括油缸输出力在内的液压动力参数之间的对应关系，

时间管理类CTimeManage，根据来自应用功能实现层的联动仿真步长确定中间件从所述ADAMS模块和Easy5模块的采样时间点，所述两个模块的仿真步长都小于联动仿真步长，以保证联动仿真时机液交互参数的充分交互，

中间件功能实现层，含有：交互模块、第一通信接口模块(1)和第二通信接口模块(2)，其中：

交互模块中，描述联动仿真实时交互参数的CSimulationData类，根据来自所述中间件管理层的参数对应关系管理类CDataRelations类，建立包括向两个联动仿真方向，包括机械向液压方向和液压向机械方向，的实时对应的联动仿真用的机械动力学参数和液压动力参数之间的具体对应关系，