文档介绍：分类号学号 M200970573
学校代码 10487 密级
硕士学位论文
高速加工中心进给系统多领域建模
技术的研究
学位申请人:匡星
学科专业:机械设计及理论
指导教师:王书亭副教授
答辩日期: 2012 年 1 月 9 日
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering
Multi-domain modeling research for high
speed feed system of machine center
Candidate : Kuang Xing
Major : Mechanical Design & Theory
Supervisor : Associate Prof. Wang Shuting
Huazhong University of Science and Technology
Wuhan, Hubei 430074, P. R. China
Jan, 2012
独创性声明
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成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体
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明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:
日期: 年月日
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本论文属于
不保密□。
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学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月日
华中科技大学硕士学位论文
摘要
随着现代机械加工的高速、高精、高效发展,各行各业对机床进给系统的系统性
能提出了更高的要求。与传统的实验方法相比,仿真技术是系统性能研究高效率、低
成本的有效方法。机床进给系统是由机、电、热、控等不同学科领域构成的有机整体,
系统性能仿真的高精度体现在系统多领域耦合关系上。目前进给系统的建模研究仅局
限于单领域、机电耦合、热机耦合等方面,很少涉及机电热控等多领域全系统的建模
与仿真,难以综合考虑领域间的耦合关系,制约了系统仿真可信度的进一步提高。伴
随着计算机仿真技术的日趋成熟,有关复杂系统的多领域仿真技术也在不断发展,特
别是基于 Modelica 统一语言的多领域建模方法。该方法以建模方便、模型重用性高、
可扩展性好等优势特点广泛应用于飞机、卫星等复杂系统的多领域建模仿真。本文围
绕高速卧式加工中心 HMC80 进给系统多领域耦合建模与仿真方法展开,探索基于
Modelica 统一语言建立该物理系统多领域耦合模型的技术途径,以提高系统统一仿真
模型的建模效率与系统性能仿真精度。具体工作在于:
(1) 基于模块化建模思想的优势,提出了结合 modelica 多领域建模方法对机床进
给系统实现多领域模块划分的方法,并设计了仿真建模流程。
(2) 根据进给系统的多领域模块划分,在系统的机械、电气、控制和传热部分的
多领域数学模型的基础上,基于统一仿真平台,分别建立了各领域子系统的子模块,
并建立了多领域接口转化器,初步实现了进给系统多领域模型库的开发。
(3) 调用模型库建立进给系统多领域统一模型,并搭建实验测试平台。通过对比
分析系统的定位特性与温升特性仿真结果与测试结果,验证了进给系统模型库的可行
性与有效性。
总之,基于 Modelica 统一语言的多领域建模方法可以解决机床进给系统的多领域
耦合问题,实现不同领域间的无缝集成和数据交换,为进给系统的多领域耦合系统性
能仿真提供了有效的建模途径,同时为加工中心整机系统性能建模提供理论依据,有
一定的工程实际意义。
关键字:高速进给系统 Modelica 语言多领域建模模块化建模统一模型
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
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