工程机械行驶驱动系统半物理仿真平台设计

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1、长安大学硕上学位论文从而实现半物理仿真测试或快速控制原型系统。清华大学卢教授所建立的实验采用了异步电机、永磁无刷电机等不同类型的电机，目前，此实验方法已成功地应用于实际电力驱动系统的测试工作中。东南大学戴先中教授则利用dSPACE的单板系统(DSll03)实现了对感应电机的变频调速。该实验首先采用恒压频比控制对实验平台的可靠性和安全性进行验证，然后通过实验对感应电机的矢量控制方法做了研究，实验证明dSPACE可以对控制算法进行快速验证。在汽车制造业方面，半物理仿真已成为我国汽车控制系统的重要开发手段，可谓如火如茶，尤其是以吉林大学为代表的几个高校之中，半

2、物理仿真技术的应用为解决汽车控制系统的设计、试验、性能优化等各方面问题提供了一套崭新的仿真分析技术，推动了汽车控制技术快速、经济、高效的发展。半物理仿真技术的采用将工程试验工作用模拟现实中汽车的各种运行工况方式来取代，同时，半物理仿真技术还通过模拟在工程试验中不可能出现的危险或者是极端工况，有效地验证了实际应用的可靠性，正是基于上述优点，半物理仿真技术在ABS、汽车混合动力总成控制器、电子控制单元、汽车线控转向等方面得到了广泛应用，同时也取得了很好的应用效果。虽然半物理仿真在以上各个领域中得到了广泛应用，并得到了长足发展，但尚未见有应用于工程机械方面的文

3、献出现。而对于工程施工过程中所广泛应用的工程机械，其性能尤其是行驶驱动系统的研究尤其重要，采用实际行驶驱动系统对其性能进行研究与半物理仿真系统相比较显得费时、费力、费资金。将半物理仿真技术引入到工程机械领域显得尤为重要‘8·131。1．3本文研究的主要内容及章节安排1．3．1本文研究的主要内容本文主要进行了以下几个方面的工作：(1)在C撑环境下对完全自主知识产权的工程机械行驶驱动系统半物理仿真平台进行了设计；(2)在MATLAB环境下利用GUI对工程机械行驶驱动系统半物理仿真平台进行了设计；(3)对全液压推土机液压行驶驱动系统进行了分析，并得出其各个子环

4、节的传递函数：(4)利用VR技术对全液压推土机三维实体模型进行分析；5第一章绪论(5)对Cj

5、j}环境下构建半物理仿真平台的关键技术进行研究；(6)对全液压推土机液压行驶驱动系统的各个子环节的传递函数由S域转换成Z域，并给出了相应的实例；(7)对语音控制的相关知识进行了介绍，并针对VC++6．0环境下的MFC所建立的界面实现了语音控制，并给出了相应的主要例程。1．3．2本文章节安排第一章为绪论部分，主要阐述本文的研究背景及意义，综合分析了国内外半物理仿真技术的研究现状，以及半物理仿真的优越性，介绍本文的主要研究内容以及各个章节的安排。第二章为半物理仿真平

6、台的建立部分。此部分给出了2种不同的半物理平台：一种是在C撑环境下建立的工程机械行驶驱动系统半物理仿真平台，此平台采用动态链接库(DLL)的方式将仿真平台与数学模型相关联，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一个重要环节；一种是MATLAB环境下利用GUI建立的一个平台，采用MEX文件使仿真环境与外部实物联系。第三章为全液压推土机液压行驶驱动系统数学建模部分。此部分按照电液比例变量泵及变量马达2条主线，对整个驱动系统的数学模型进行了探索，最终得出了整个系统的Simulink仿真模型，利用VR(虚拟现实)技术对最终的仿真结果进行了视

7、觉显示。第四章为构建半物理仿真平台关键技术部分。此部分对混合编程技术、数据库技术以及定时器技术进行了简要介绍，并给出了将C语言、Fortran语言编写的源程序转换成DLL的方法，为平台调用第三章所建立的数学模型达到仿真目的提够了基础；同时针对传递函数在S域(连续域)上难以编写代码的现状，提出了将传函由S域转换到Z域(离散域)的方法，降低了代码编写的难度。第五章为界面语音控制的实现部分。此部分实现了语音对VC++6．0环境下MFC界面的控制问题，给出了相应的主要程序，为实现语音控制第二章所建立的半物理仿真平台奠定了基础。第六章为结论与展望部分。对论文的研究

8、工作进行总结，指出了不足之处，并对今后的研究方向进行展望。6长安大学硕士学位论文第二章半物理仿真平台设计现有的关于半物理仿真平台大多是以德国的dSPACE结合MATLAB来实现的，但这种方式首要购置的便是dSPACE公司的产品，由于经费的限制，本文尝试一种新的思路，即在．NET框架下，探索建立一套具有完全自主知识产权的半物理仿真平台，同时，此平台构建的另外一个很重要的目的便是能够实现对工程机械领域多种行驶驱动系统进行半物理仿真，本文所构建的半物理仿真平台仅以全液压推土机行驶驱动系统为例。为了能很好地领悟所要构建之完全自主知识产权的半物理仿真平台，在本课题

9、的进行过程中也对MATLAB环境下的半物理仿真平台采用GUI进行了平台构建，以起