數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)建模仿真分析與(編輯修改稿)
2025-06-15 14:01 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 模。由于其模型描述形式相同，故基于統(tǒng)一建模語(yǔ)言的多領(lǐng)域建模方法能夠?qū)崿F(xiàn)不同領(lǐng)域模型間的無(wú)縫集成和數(shù)據(jù)交換。其中，最為常用的是 Modelica語(yǔ)言。 ? Modelica 語(yǔ)言是為解決多領(lǐng)域物理系統(tǒng)的統(tǒng)一建模與協(xié)同仿真，在歸納和統(tǒng)一先前多種建模語(yǔ)言的基礎(chǔ)上，于 1997年提出的一種基于方程的陳述式建模語(yǔ)言。 Modelica 語(yǔ)言采用數(shù)學(xué)方程描述不同領(lǐng)域子系統(tǒng)的物理規(guī)律和現(xiàn)象，根據(jù)物理系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，基于語(yǔ)言內(nèi)在的組件連接機(jī)制實(shí)現(xiàn)模型構(gòu)成和多領(lǐng)域集成，通過(guò)求解微分代數(shù)方程系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)仿真運(yùn)行。該語(yǔ)言可以為任何能夠用微分方程或代數(shù)方程描述的問(wèn)題實(shí)現(xiàn)建模和仿真。 基于 Modelica語(yǔ)言的多領(lǐng)域建模方法主要優(yōu)點(diǎn) ? ① 建模方便。該方法支持陳述式建模、非因果建模、面向?qū)ο蠼：瓦B續(xù)混合建模，其中自帶的開(kāi)放性標(biāo)準(zhǔn)模型庫(kù)模型可擴(kuò)展、可重用、可拖放建模等優(yōu)點(diǎn)亦可方便實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的高置信度建模； ? ② 模型重用性高。非因果建模表述方程關(guān)系簡(jiǎn)單易讀，根據(jù)類比性可通過(guò)直接調(diào)用或稍加修改模型來(lái)仿真相似類型的問(wèn)題； ? ③ 無(wú)需符號(hào)處理。對(duì)比以往的建模方法，其非因果建模使用戶從繁瑣的模型方程推導(dǎo)中解脫出來(lái)，陳述式建模使方程更具可讀性，模型更有效； ? ④ 建模與仿真相對(duì)獨(dú)立。用戶只需知道怎樣通過(guò)方程描述仿真模型的行為，而不需關(guān)心模型的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)。 、進(jìn)給系統(tǒng)建模仿真研究現(xiàn)狀 ? 復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的多領(lǐng)域物理系統(tǒng)建模仿真技術(shù)一直是機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新的焦點(diǎn)，同時(shí)也是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。該技術(shù)側(cè)重于系統(tǒng)層次的性能分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)建立進(jìn)給系統(tǒng)的多領(lǐng)域模型并進(jìn)行虛擬試驗(yàn)可精確、快捷預(yù)測(cè)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的性能。目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)進(jìn)給系統(tǒng)統(tǒng)一模型的設(shè)計(jì)、建模、分析、優(yōu)化等方面的研究和開(kāi)發(fā)已展開(kāi)。 ? 國(guó)內(nèi)外對(duì)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的性能研究都建立在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)之上，故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的建模是實(shí)現(xiàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)性能研究的有力手段。尋求機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)方便快捷的建模方法一直是關(guān)注的焦點(diǎn)，上述研究中動(dòng)力學(xué)模型與熱模型的不可重構(gòu)、不可擴(kuò)展、單一性嚴(yán)重影響了進(jìn)給系統(tǒng)研究的效率，建立進(jìn)給系統(tǒng)統(tǒng)一模型庫(kù) 勢(shì)在必行， Modelica的多領(lǐng)域物理系統(tǒng)的建模仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)使其成為機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)性能研究的首選，相關(guān)方面的研究目前才剛剛起步。對(duì)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)多領(lǐng)域建模做進(jìn)一步嘗試，結(jié)合多領(lǐng)域仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給系統(tǒng)統(tǒng)一仿真模型的建立，提高模型的仿真精度，將成為今后工作的重點(diǎn)所在。 加工過(guò)程仿真作為虛擬制造技術(shù)的重要組成部分，國(guó)內(nèi)外已作了大量的研
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