一種攤鋪機自動找平系統仿真建模方法技術方案

本發明專利技術公開了一種攤鋪機自動找平系統仿真建模方法，首先建立攤鋪機自動找平系統三維模型，將三維實體模型導入VL?motion軟件，建立自動找平系統動力學模型；然后在AMESim軟件中建立自動找平液壓系統和控制系統模型；最后生成VL?motion和AMESim軟件的聯合仿真接口，完成攤鋪機自動找平系統仿真建模，實現機、電、液一體化仿真。本發明專利技術采用AMESim和VL?motion聯合仿真建模，充分利用各軟件在各自學科領域的建模優勢，使模型更準確、更有針對性；簡化了建模過程，模型更直觀、簡潔；利用仿真模型替代物理樣機，降低試驗成本，縮短試驗周期。

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.

【技術實現步驟摘要】
一種攤鋪機自動找平系統仿真建模方法
本專利技術涉及一種攤鋪機自動找平系統仿真建模方法，屬于工程機械領域。
技術介紹
瀝青混凝土攤鋪機是高等級路面鋪筑的核心設備，對路面施工質量具有重要影響。平整度是評價高等級公路使用質量的一個重要參數，是路面施工控制中的重要環節，而攤鋪機自動找平系統是決定控制路面平整度的關鍵部件。隨著公路建設的迅猛發展，對路面平整度的要求也不斷提升，因此有必要對攤鋪機自動找平系統進行深入研究。攤鋪機自動找平系統由熨平裝置、找平液壓系統及找平控制系統組成，是機、電、液一體化技術的典型應用。影響找平系統性能的因素眾多，包括液壓系統、控制策略及機械結構等一系列因素，僅僅依靠試驗手段對自動找平系統進行研究，存在測試成本高、測試周期長、參數修改困難等缺點。現有攤鋪機自動找平系統采用的建模方法主要有兩種：一種是數學建模方法，運用數學方法建立自動找平系統傳遞函數，此方法需要對系統進行假設和簡化；第二種是利用單一仿真軟件建模，重點針對自動找平系統某一部分進行建模分析，如液壓系統、機械結構，無法完成機、電、液多學科綜合建模。上述數學建模方法存在以下缺點：(1)建模前需要對自動找平系統進行假設和簡化，如忽略某些非線性因素、近似的線性化處理等，導致仿真模型與實際系統存在較大差距，模型準確度較差；(2)建模過程中，需把復雜的機、電、液系統抽象、簡化為合理的數學結構，不僅要求建模人員對系統有全面深入的了解，還需具備深厚扎實的數學功底，因此，此方法存在建模難度大，建模過程復雜等缺點。上述單一仿真軟件建模方法存在以下缺點：由于仿真軟件的設計一般具有學科針對性，所以運用單一軟件仿真建模只能較好的體現自動找平系統某一部分的特點，無法通過模型對機、電、液多學科綜合系統進行全面分析。因此，為了克服試驗方法存在的上述缺陷，本專利技術將仿真建模技術引入自動找平系統研究中。采用仿真建模方法對自動找平系統關鍵參數進行評估，模型參數修改方便，有利于實現設計的多樣化，同時具有資金投入少，設計周期短，研發效率高等優點。
技術實現思路
目的：為了克服現有技術中存在的不足，本專利技術提供一種攤鋪機自動找平系統仿真建模方法，該方法采用多軟件聯合仿真建模，充分利用各軟件在各自學科領域的建模優勢，實現自動找平系統機、電、液一體化建模，提高仿真建模準確性，簡化建模過程；同時降低試驗成本，縮短設計周期。技術方案：為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為：一種攤鋪機自動找平系統仿真建模方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一：在Pro/E軟件中建立攤鋪機自動找平系統的三維實體模型；步驟二：將三維實體模型導入VLmotion軟件，在VLmotion軟件中建立攤鋪機自動找平系統的動力學模型；步驟三：在AMESim軟件中建立攤鋪機自動找平系統的電液系統模型，所述攤鋪機自動找平電液系統模型包括液壓系統和控制系統模型；步驟四：在VLmotion軟件中進行設置計算，生成動力學模型仿真接口文件；在AMESim軟件中通過interface模塊加載動力學模型仿真接口文件，生成聯合仿真接口，實現機、電、液一體化聯合仿真。進一步地，所述的攤鋪機自動找平系統仿真建模方法，其特征在于：還包括步驟五：在AMESim電液系統模型中和VLmotion動力學模型中查看仿真結果。步驟一中，根據攤鋪機自動找平系統各部件實際結構尺寸和相互運動關系，建立三維實體模型。步驟二中，攤鋪機自動找平系統的動力學模型的相關設置包括：運動副、約束設置、車體運動速度設置和熨平板支持力設置。步驟二中，根據仿真建模需求，添加聯合仿真控制節點，其中輸入控制節點包括：找平油缸位移、找平油缸速度和熨平板仰角；輸出控制節點為找平油缸輸出力。步驟三中，AMESim采用圖形化物理建模方式。此建模方式直觀、簡潔，避免了繁瑣的數學建模過程，因此，僅需根據自動找平系統原理進行圖形化建模即可。步驟三中，根據自動找平液壓系統原理，采用液壓元件設計庫和液壓庫搭建自動找平液壓系統模型；按照自動找平控制系統邏輯，采用信號控制庫建立控制系統模型，并與液壓系統正確連接。步驟四中，在VLmotion動力學模型中進行求解設置，生成擴展名為“.vlcosim”仿真接口文件，運用AMESim軟件中的interface模塊導入擴展名為“.vlcosim”仿真接口文件，生成聯合仿真接口，并與找平液壓系統和控制系統正確連接。步驟四中，動力學模型和電液系統模型之間可進行數據傳輸和信息交互，實現機、電、液一體化仿真。有益效果：本專利技術提供的攤鋪機自動找平系統仿真建模方法，該方法采用多軟件聯合仿真建模，充分利用各軟件在各自學科領域的建模優勢，實現自動找平系統機、電、液一體化建模，提高仿真建模準確性，簡化建模過程；同時降低試驗成本，縮短設計周期。具有以下優點：1、采用AMESim和VLmotion聯合仿真建模，充分利用各軟件在各自學科領域的建模優勢，使自動找平系統的機械結構、液壓系統和控制系統的模型更準確、更有針對性，實現機、電、液一體化仿真。2、采用圖形化建模、三維實體建模，避免了繁雜的數學模型推導，簡化了建模過程，模型更直觀、簡潔。3、利用仿真模型替代物理樣機對自動找平系統進行研究，模型參數修改方便，降低試驗成本，縮短試驗周期。附圖說明圖1為本專利技術的建模流程圖；圖2為自動找平系統動力學模型；圖3為自動找平系統電液系統模型。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術作更進一步的說明。如圖1所示，為一種攤鋪機自動找平系統仿真建模方法，包括以下步驟：步驟一：在Pro/E軟件中建立攤鋪機自動找平系統的三維實體模型。根據攤鋪機自動找平系統各部件實際結構尺寸和相互運動關系，建立三維實體模型。為簡化模型，提高建模效率，忽略次要零件，如螺栓、銷釘等；同時將無相對運動的零件或部件定義為同一零件。步驟二：將三維實體模型導入VLmotion軟件，在VLmotion軟件中建立攤鋪機自動找平系統的動力學模型，如圖2所示。本專利技術動力學模型采用的主要運動副和約束如表1所示。表1攤鋪機自動找平系統主要運動副和約束序號約束部件約束類型備注1路面固定--2找平油缸缸套_活塞桿圓柱副2個3提升油缸缸套_活塞桿圓柱副2個4車體_找平油缸缸套旋轉副25大臂_找平油缸活塞桿旋轉副26車體_提升油缸缸套旋轉副27大臂_提升油缸活塞桿旋轉副28熨平板_路面點約束2個9車體_路面點約束3個需要設置車體速度驅動，模擬攤鋪速度，驅動形式選擇“One-BodyVelocityDriver”，延坐標軸方向，速度大小可以編輯。需要設置熨平板支持力，模擬混合料對熨平板的作用力，作用力方向與熨平板底面垂直，作用力大小可以編輯。根據自動找平系統仿真建模需求，添加聯合仿真控制節點。其中輸入控制節點包括：找平油缸位移、找平油缸速度和熨平板仰角；輸出控制節點：找平油缸輸出力。上述輸入、輸出均是相對VLmotion動力學模型而言。步驟三：在AMESim軟件中建立攤鋪機自動找平系統的電液系統模型，如圖3所示，即液壓系統模型和控制系統模型；AMESim采用圖形化物理建模方式，此建模方式直觀、簡潔，避免了繁瑣的數學建模過程，因此，僅需根據自動找平系統原理進行圖形化建模即可。自動找平液壓系統關鍵元件為電磁換向閥和雙向平衡閥，根據元件內部實際結構和尺本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種攤鋪機自動找平系統仿真建模方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一：在Pro/E軟件中建立攤鋪機自動找平系統的三維實體模型；步驟二：將三維實體模型導入VL?motion軟件，在VL?motion軟件中建立攤鋪機自動找平系統的動力學模型；步驟三：在AMESim軟件中建立攤鋪機自動找平系統的電液系統模型，所述電液系統模型包括液壓系統模型和控制系統模型；步驟四：在VL?motion軟件中進行設置計算，生成動力學模型仿真接口文件；在AMESim軟件中通過interface模塊加載動力學模型仿真接口文件，生成聯合仿真接口，實現機、電、液一體化聯合仿真。

【技術特征摘要】
1.一種攤鋪機自動找平系統仿真建模方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一：在Pro/E軟件中建立攤鋪機自動找平系統的三維實體模型；步驟二：將三維實體模型導入VLmotion軟件，在VLmotion軟件中建立攤鋪機自動找平系統的動力學模型；步驟三：在AMESim軟件中建立攤鋪機自動找平系統的電液系統模型，所述電液系統模型包括液壓系統模型和控制系統模型；步驟四：在VLmotion軟件中進行設置計算，生成動力學模型仿真接口文件；在AMESim軟件中通過interface模塊加載動力學模型仿真接口文件，生成聯合仿真接口，實現機、電、液一體化聯合仿真。2.根據權利要求1所述的攤鋪機自動找平系統仿真建模方法，其特征在于：還包括步驟五：在AMESim電液系統模型中和VLmotion動力學模型中查看仿真結果。3.根據權利要求1所述的攤鋪機自動找平系統仿真建模方法，其特征在于：步驟一中，根據攤鋪機自動找平系統各部件實際結構尺寸和相互運動關系，建立三維實體模型。4.根據權利要求1所述的攤鋪機自動找平系統仿真建模方法，其特征在于：步驟二中，攤鋪機自動找平系統的動力學模型的相關設置包括：運動副、約束設置、車體運動速度設置和熨平板支持力設置。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮虎，閆娟，徐艷翠，楊軍民，杭磊，朱海，
申請(專利權)人：徐工集團工程機械股份有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32