一种摊铺机自动找平系统仿真建模方法技术方案

本发明专利技术公开了一种摊铺机自动找平系统仿真建模方法，首先建立摊铺机自动找平系统三维模型，将三维实体模型导入VL motion软件，建立自动找平系统动力学模型；然后在AMESim软件中建立自动找平液压系统和控制系统模型；最后生成VL motion和AMESim软件的联合仿真接口，完成摊铺机自动找平系统仿真建模，实现机、电、液一体化仿真。本发明专利技术采用AMESim和VL motion联合仿真建模，充分利用各软件在各自学科领域的建模优势，使模型更准确、更有针对性；简化了建模过程，模型更直观、简洁；利用仿真模型替代物理样机，降低试验成本，缩短试验周期。

Simulation modeling method of paver automatic leveling system

The invention discloses a spreading simulation modeling method for auto leveling system, first establish the auto leveling system of paver 3D model, 3D model is imported into VL motion software, established the dynamic model of automatic leveling system; and then establish the automatic leveling system and hydraulic control system model in AMESim Software Co simulation interface finally; VL motion and AMESim generation software, complete the auto leveling system of paver to realize the integration of simulation modeling, simulation machine, electricity, liquid. The invention adopts the combined simulation of AMESim and VL motion modeling, the full use of the software in their respective fields of modeling advantage, make the model more accurate, more targeted; simplifies the process of modeling, the model is more intuitive and concise; using the simulation model instead of physical prototype, reduce test cost, shorten the test cycle.

【技术实现步骤摘要】
一种摊铺机自动找平系统仿真建模方法
本专利技术涉及一种摊铺机自动找平系统仿真建模方法，属于工程机械领域。
技术介绍
沥青混凝土摊铺机是高等级路面铺筑的核心设备，对路面施工质量具有重要影响。平整度是评价高等级公路使用质量的一个重要参数，是路面施工控制中的重要环节，而摊铺机自动找平系统是决定控制路面平整度的关键部件。随着公路建设的迅猛发展，对路面平整度的要求也不断提升，因此有必要对摊铺机自动找平系统进行深入研究。摊铺机自动找平系统由熨平装置、找平液压系统及找平控制系统组成，是机、电、液一体化技术的典型应用。影响找平系统性能的因素众多，包括液压系统、控制策略及机械结构等一系列因素，仅仅依靠试验手段对自动找平系统进行研究，存在测试成本高、测试周期长、参数修改困难等缺点。现有摊铺机自动找平系统采用的建模方法主要有两种：一种是数学建模方法，运用数学方法建立自动找平系统传递函数，此方法需要对系统进行假设和简化；第二种是利用单一仿真软件建模，重点针对自动找平系统某一部分进行建模分析，如液压系统、机械结构，无法完成机、电、液多学科综合建模。上述数学建模方法存在以下缺点：(1)建模前需要对自动找平系统进行假设和简化，如忽略某些非线性因素、近似的线性化处理等，导致仿真模型与实际系统存在较大差距，模型准确度较差；(2)建模过程中，需把复杂的机、电、液系统抽象、简化为合理的数学结构，不仅要求建模人员对系统有全面深入的了解，还需具备深厚扎实的数学功底，因此，此方法存在建模难度大，建模过程复杂等缺点。上述单一仿真软件建模方法存在以下缺点：由于仿真软件的设计一般具有学科针对性，所以运用单一软件仿真建模只能较好的体现自动找平系统某一部分的特点，无法通过模型对机、电、液多学科综合系统进行全面分析。因此，为了克服试验方法存在的上述缺陷，本专利技术将仿真建模技术引入自动找平系统研究中。采用仿真建模方法对自动找平系统关键参数进行评估，模型参数修改方便，有利于实现设计的多样化，同时具有资金投入少，设计周期短，研发效率高等优点。
技术实现思路
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种摊铺机自动找平系统仿真建模方法，该方法采用多软件联合仿真建模，充分利用各软件在各自学科领域的建模优势，实现自动找平系统机、电、液一体化建模，提高仿真建模准确性，简化建模过程；同时降低试验成本，缩短设计周期。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种摊铺机自动找平系统仿真建模方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：在Pro/E软件中建立摊铺机自动找平系统的三维实体模型；步骤二：将三维实体模型导入VLmotion软件，在VLmotion软件中建立摊铺机自动找平系统的动力学模型；步骤三：在AMESim软件中建立摊铺机自动找平系统的电液系统模型，所述摊铺机自动找平电液系统模型包括液压系统和控制系统模型；步骤四：在VLmotion软件中进行设置计算，生成动力学模型仿真接口文件；在AMESim软件中通过interface模块加载动力学模型仿真接口文件，生成联合仿真接口，实现机、电、液一体化联合仿真。进一步地，所述的摊铺机自动找平系统仿真建模方法，其特征在于：还包括步骤五：在AMESim电液系统模型中和VLmotion动力学模型中查看仿真结果。步骤一中，根据摊铺机自动找平系统各部件实际结构尺寸和相互运动关系，建立三维实体模型。步骤二中，摊铺机自动找平系统的动力学模型的相关设置包括：运动副、约束设置、车体运动速度设置和熨平板支持力设置。步骤二中，根据仿真建模需求，添加联合仿真控制节点，其中输入控制节点包括：找平油缸位移、找平油缸速度和熨平板仰角；输出控制节点为找平油缸输出力。步骤三中，AMESim采用图形化物理建模方式。此建模方式直观、简洁，避免了繁琐的数学建模过程，因此，仅需根据自动找平系统原理进行图形化建模即可。步骤三中，根据自动找平液压系统原理，采用液压元件设计库和液压库搭建自动找平液压系统模型；按照自动找平控制系统逻辑，采用信号控制库建立控制系统模型，并与液压系统正确连接。步骤四中，在VLmotion动力学模型中进行求解设置，生成扩展名为“.vlcosim”仿真接口文件，运用AMESim软件中的interface模块导入扩展名为“.vlcosim”仿真接口文件，生成联合仿真接口，并与找平液压系统和控制系统正确连接。步骤四中，动力学模型和电液系统模型之间可进行数据传输和信息交互，实现机、电、液一体化仿真。有益效果：本专利技术提供的摊铺机自动找平系统仿真建模方法，该方法采用多软件联合仿真建模，充分利用各软件在各自学科领域的建模优势，实现自动找平系统机、电、液一体化建模，提高仿真建模准确性，简化建模过程；同时降低试验成本，缩短设计周期。具有以下优点：1、采用AMESim和VLmotion联合仿真建模，充分利用各软件在各自学科领域的建模优势，使自动找平系统的机械结构、液压系统和控制系统的模型更准确、更有针对性，实现机、电、液一体化仿真。2、采用图形化建模、三维实体建模，避免了繁杂的数学模型推导，简化了建模过程，模型更直观、简洁。3、利用仿真模型替代物理样机对自动找平系统进行研究，模型参数修改方便，降低试验成本，缩短试验周期。附图说明图1为本专利技术的建模流程图；图2为自动找平系统动力学模型；图3为自动找平系统电液系统模型。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示，为一种摊铺机自动找平系统仿真建模方法，包括以下步骤：步骤一：在Pro/E软件中建立摊铺机自动找平系统的三维实体模型。根据摊铺机自动找平系统各部件实际结构尺寸和相互运动关系，建立三维实体模型。为简化模型，提高建模效率，忽略次要零件，如螺栓、销钉等；同时将无相对运动的零件或部件定义为同一零件。步骤二：将三维实体模型导入VLmotion软件，在VLmotion软件中建立摊铺机自动找平系统的动力学模型，如图2所示。本专利技术动力学模型采用的主要运动副和约束如表1所示。表1摊铺机自动找平系统主要运动副和约束序号约束部件约束类型备注1路面固定--2找平油缸缸套_活塞杆圆柱副2个3提升油缸缸套_活塞杆圆柱副2个4车体_找平油缸缸套旋转副25大臂_找平油缸活塞杆旋转副26车体_提升油缸缸套旋转副27大臂_提升油缸活塞杆旋转副28熨平板_路面点约束2个9车体_路面点约束3个需要设置车体速度驱动，模拟摊铺速度，驱动形式选择“One-BodyVelocityDriver”，延坐标轴方向，速度大小可以编辑。需要设置熨平板支持力，模拟混合料对熨平板的作用力，作用力方向与熨平板底面垂直，作用力大小可以编辑。根据自动找平系统仿真建模需求，添加联合仿真控制节点。其中输入控制节点包括：找平油缸位移、找平油缸速度和熨平板仰角；输出控制节点：找平油缸输出力。上述输入、输出均是相对VLmotion动力学模型而言。步骤三：在AMESim软件中建立摊铺机自动找平系统的电液系统模型，如图3所示，即液压系统模型和控制系统模型；AMESim采用图形化物理建模方式，此建模方式直观、简洁，避免了繁琐的数学建模过程，因此，仅需根据自动找平系统原理进行图形化建模即可。自动找平液压系统关键元件为电磁换向阀和双向平衡阀，根据元件内部实际结构和尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摊铺机自动找平系统仿真建模方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：在Pro/E软件中建立摊铺机自动找平系统的三维实体模型；步骤二：将三维实体模型导入VL motion软件，在VL motion软件中建立摊铺机自动找平系统的动力学模型；步骤三：在AMESim软件中建立摊铺机自动找平系统的电液系统模型，所述电液系统模型包括液压系统模型和控制系统模型；步骤四：在VL motion软件中进行设置计算，生成动力学模型仿真接口文件；在AMESim软件中通过interface模块加载动力学模型仿真接口文件，生成联合仿真接口，实现机、电、液一体化联合仿真。

【技术特征摘要】
1.一种摊铺机自动找平系统仿真建模方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：在Pro/E软件中建立摊铺机自动找平系统的三维实体模型；步骤二：将三维实体模型导入VLmotion软件，在VLmotion软件中建立摊铺机自动找平系统的动力学模型；步骤三：在AMESim软件中建立摊铺机自动找平系统的电液系统模型，所述电液系统模型包括液压系统模型和控制系统模型；步骤四：在VLmotion软件中进行设置计算，生成动力学模型仿真接口文件；在AMESim软件中通过interface模块加载动力学模型仿真接口文件，生成联合仿真接口，实现机、电、液一体化联合仿真。2.根据权利要求1所述的摊铺机自动找平系统仿真建模方法，其特征在于：还包括步骤五：在AMESim电液系统模型中和VLmotion动力学模型中查看仿真结果。3.根据权利要求1所述的摊铺机自动找平系统仿真建模方法，其特征在于：步骤一中，根据摊铺机自动找平系统各部件实际结构尺寸和相互运动关系，建立三维实体模型。4.根据权利要求1所述的摊铺机自动找平系统仿真建模方法，其特征在于：步骤二中，摊铺机自动找平系统的动力学模型的相关设置包括：运动副、约束设置、车体运动速度设置和熨平板支持力设置。...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯虎，闫娟，徐艳翠，杨军民，杭磊，朱海，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32