[发明专利]一种机电液仿真方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种机电液仿真方法及装置，该方法包括根据设备参数建立该设备的机械结构模型、电气控制模型和液压仿真模型；对所述机械结构模型、电气控制模型和液压仿真模型进行联合仿真，得到机电液一体化模型。该方法深入研究工程机械设备的机电液耦合关系，可形成有效的机电液联合仿真，有效缩短了设备的系统建模时间，提升了仿真模型的准确度。

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地涉及一种机电液仿真方法及装置。

背景技术

旋挖钻机是一种用于桩基施工的工程机械，旋挖钻机的施工工况较为恶劣，且设备易处于高强度作业状态，故系统中各关键零部件磨损严重、老化速度较快，整机作业性能也会受到一定影响。目前，旋挖钻机上装设有各类传感设备，用于检测设备的工作姿态及各类工作参数(压力值、电流值、温度值及角度值等)。旋挖钻机具备基本的状态感知能力，其次，可将工况数据用于仿真模型校验，提高虚拟样机仿真的准确度。

现有技术的机电液联合仿真，按照机械结构子系统、电气控制子系统和液压元件子系统分别建立对应的模型，并在各自的模型基础上，进行仿真计算和分析。现有仿真方法存在的问题包括：仿真参数设置固定，模型输出结果较为固定，无法客观反映实际情况，仿真结果与实际情况差异大。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种机电液仿真方法及装置，该方法深入研究工程机械设备的机电液耦合关系，可形成有效的机电液联合仿真，有效缩短了设备的系统建模时间，提升了仿真模型的准确度。

发明人经过研究发现，现有仿真方法存在上述问题的原因在于：在机电液各自的模型基础上，进行仿真计算和分析，没有进行实质的联合仿真；并且工程机械设备在实际作业过程中，存在机械结构件磨损、液压元件磨损、液压油温度变化和地理环境变化等情况，上述情况均会影响设备作业性能；而现有仿真未充分利用历史数据或实时更新数据，无法合理校准仿真模型，从而造成仿真结果与实际情况差异大。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种机电液仿真方法，包括：根据设备参数建立该设备的机械结构模型、电气控制模型和液压仿真模型；对所述机械结构模型、电气控制模型和液压仿真模型进行联合仿真，得到机电液一体化模型。

可选的，所述设备参数包括三维设计参数、控制系统参数、典型试验数据；所述三维设计参数至少包括所述设备的各关键零部件的几何尺寸、材质和加工技术要求；所述控制系统参数至少包括控制规则策略、控制系统的数学模型、典型信号输入特性、暂态性能参数、稳态性能参数、时域特性分析和频域特性分析；所述典型试验数据至少包括设备的典型负载试验数据、工业机理、阀芯特性试验数据、泵阀特性试验数据。

可选的，该方法还包括：根据数据库校准机械结构模型、电气控制模型以及液压仿真模型；所述数据库包括机械数据库、电气数据库和液压数据库；优选地，所述机械数据库至少包括设备的各关键零部件的静力学分析数据、各子系统动力学分析数据、运动学分析数据、力学特性试验数据、振动试验数据、可靠性试验数据和运动部件位移速度数据，该机械数据库用于校准机械结构模型；优选地，所述电气数据库至少包括电气调试数据、运行电信号数据和故障维修数据，该电气数据库用于校准电气控制模型；优选地，所述液压数据库至少包括工作介质参数阀芯开口特性、黏温曲线、泵阀流量控制特性、流量压损特性和液压调试数据，该液压数据库用于校准液压仿真模型。

可选的，所述机械结构模型、电气控制模型和液压仿真模型进行联合仿真，得到机电液一体化模型，包括：机电联合仿真、电液联合仿真、机液联合仿真、机电液联合仿真；其中，所述机电联合仿真为机械结构模型和电气控制模型联合仿真；所述电液联合仿真为电气控制模型和液压仿真模型联合仿真；所述机液联合仿真为机械结构模型与液压仿真模型联合仿真；所述机电液联合仿真为所述机械结构模型、电气控制模型和液压仿真模型进行联合仿真，得到机电液一体化模型。