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仿真技术拓宽机电一体化

作者:Frank J. Bartos2008.02.24阅读 2169

  在过去的十年中,机电一体化的设计形成其独有的特色。如今,机电一体化绝不仅仅只是机械和电子行业领域的结合。控制和软件方面的工程师,甚至其他各个领域的工程师现在都可以参与其中。特别是,软件的使用令机电一体化的效果更加明显、更加成熟。软件对物理系统的仿真能力,进一步减少了时间消耗和硬件花费,简单的说,就是增加了利润。换句话说,虚拟模型常用于简化一些类似的设计方案,一直到产品最终生产出来。软件使多领域设计进一步的融合。
  早期的机电一体化多用于航空航天自动化领域,通软件对各种内部技术进行仿真,然后投入实际应用。常用软件一般不是在内部应用中得到发展,就是在第三方的基础上加以修改得来的。
  软件的发展和工业PC的出现,为仿真提供了一个可用的传输平台,机电一体化设计得以在其他领域自控系统中施展拳脚。随着软件工具越来越便于使用,价格越来越低廉,出现了这样的一种趋势—仿真技术的设计在越来越多的小型公司中得以应用控制工程网版权所有,而这些规模稍小的公司正是自动化行业的核心组成部分。2007年九月底在芝加哥举行的国际机械制造周展览会上,从各展商展出的产品中便可窥见端倪。

  同设计工具连接
  “机电一体化已经和CAD

结合用于控制,”NI公司的机械控制部及机电一体化的产品经理Nipun Mathur说,“在这个方法的基础上,控制工程师可以从项目的一开始就可以通过软件测试系统和控制性能。”为了整合各种设计工具用于虚拟建模www.cechina.cn,Mathur提到了NI公司和CAD软件开发商SolidWorks的合作。合作内容包括整合NI的Labview图形编程语言和SolidWorks公司的3DCAD模型开发,使得CAD模型可以用于仿真机械控制器,以达到模拟/测试机械动力性能和进行逻辑控制的功能。
  “机电一体化结合仿真就有了更大的发展,它可以在虚拟原型上模拟投入更多的资金www.cechina.cn,然后在实际投运前对设计方案进行精简优化。仿真不再是一个简单的常规软件了。”Mathur补充道。
  在国际机械制造周展览会(NMW)上不少公司采用了与NI类似的方法,如MathWork公司使用基于模型的设计进行控制系统仿真。基于模型设计是一个系统水平的仿真方法,它可以结合多个工程领域同时应用在一个项目中,对其性能进行分析和测试。MathWorks的工业自动化及机械部的市场经理Tony Lennon说:“这种方法使系统需求在运行过程中可以实时显现出来,可以评估这个模型是否工作正常。”
  使用基于模型的设计(MBD),工程师可以设计出一个嵌入式的控制系统www.cechina.cn,结合需求进行运算以设计规格参数。然后,MBD可以通过连续不断的模型测试和软件仿真控制工程网版权所有,对控制方案进行优化,最后自动生成用于快速原型建立的嵌入式编码并用于投产。他说:“模型来源于我们的核心软件产品,MATLAB和Simulink,以它们为原型编写机电一体化系统水平的描述原理生成可执行方案运行”。在最新的执行方案中,MBD 运算在硬件回路仿真中圆满的完成了任务,其中包括传感器和激励放大器。
  虽然机电一体化和仿真都不能完全算是新技术,但是他们全新的结合方式可以更快、更好的促进自控系统的发展。当然,我们同时也要尽量寻找更经济的机电一体化的设计方案来拓宽工业产品范围。

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