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工程机械驱动控制系统半物理仿真平台设计

来源:http://myeducs.cn 联系QQ:点击这里给我发消息 作者: 佚名 来源: 网络 发布时间: 14/04/15

文章导读:在新的一年中,各位网友都进入紧张的学习或是工作阶段。网学的各位小编整理了机械课程设计- 工程机械驱动控制系统半物理仿真平台设计 的相关内容供大家参考,祝大家在新的一年里工作和学习顺利!

    目前,半物理仿真已被广泛地运用于军事、汽车制造、工程机械和高校实验室建设领域。半物理仿真(Hardware-in-LoopSimulation,HILS)也称硬件在回路仿真、半实物仿真,它是指部分实际被控制对象或系统部件用高速运行的实时仿真模型来代替,而控制系统则用实物(即硬件,专用控制器)与系统实时仿真模型连接成为一个半物理仿真系统(HILSS),通过仿真试验对控制系统的控制策略、控制功能以及系统可靠性等进行测试和评估。目前,工程机械领域的半物理仿真均是基于MATLAB软件开发的,由于版权和成本问题,这方面的大量应用受到了局限。为了解决这一问题,本文,笔者在工程机械的驱动系统控制器设计环节中,引入半物理仿真技术,提出并实现了自主知识产权的采用C#设计的工程机械驱动控制系统半物理仿真平台。

   一、半物理仿真平台总体设计及工作过程该半物理仿真系统主要由3部分构成,包括系统实时仿真模型、高速接口模块和PC控系统,如图1所示。工作过程为:首先,系统实时仿真模型按照用户设定的初始参数运行,同时把仿真模型的计算结果通过高速接口模块送往控制系统实物,并在PC机监控系统中显示计算结果。其次,控制系统实物根据接收到的系统实时仿真模型的计算结果,按照一定的控制策略计算出控制参数,然后将控制参数通过高速接口模块反馈给系统实时仿真模型,系统实时仿真模型根据控制参数改变其运行状态。用户可以根据需要,在PC机监控系统的图形用户界面上改变仿真模型的系统参数,从而实现对系统状态的控制。此系统的构成采用动态链接库(DLL)的方式将仿真平台和数据模型相关联,从而达到仿真的目的,同时DLL也成为通过仿真平台联系外部硬件的重要环节。本文所属栏目http://myeducs.cn/jixiesheji/

   二、仿真平台设计采用面向对象程序设计的方法,在NET环境下使用C#语言设计具有Windows风格的交互式图形仿真平台。仿真平台的建立能够很好地实现软(数学模型)硬(控制器)件交互的功能,达到了半物理仿真的目的。各种功能的实现则是通过界面或者是菜单中各个控件的关联动作,调用DLL相应的导出函数来实现。整个半物理仿真平台的各部分结构如图2、图3所示。

   三、仿真平台主要功能实现参数设定。参数设定是指给定工程机械行驶驱动系统相关数学模型DLL入口参数、控制参数、状态参数的一个模块。在这个模块可以进行以下操作:给定DLL入口参数值,并根据需要添加新的入口参数,点击界面“添加新的入口参数”按钮时,会出现如图4的窗体,在这个新弹出的窗体中,可以对新的入口参数进行设定。对各参数采用默认值。点击“使用默认值”按钮,出现对话框,如图5所示。对默认值进行确认。对各参数的设定进行最终确认,由于“参数设定完毕”按钮的点击事件中对相关DLL封装函长安大学工程机械学院刘营涛贺新刚钱万涛余继权王国庆图1工程机械行驶驱动控制系统半物理仿真的系统构成图2工程机械行驶驱动控制系统半物理仿真平台菜单栏第一层结构设置图3工程机械行驶驱动控制系统半物理仿真平台主界面设计结构图4新的入口参数的设定窗体工程机械驱动控制系统半物理仿真平台设计(本论文由网学http://myeducs.cn 整理提供,如需转载,请注明出处或联系我们的客服人员)
 

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