[发明专利]一种具备多模式切换功能的半实物仿真平台

权利要求书

1.一种具备多模式切换功能的半实物仿真平台，其特征在于：包含实物部分和虚拟部分，所述实物部分包括实物控制系统、实物液压系统、实物传感器、实物加载系统，所述虚拟部分包括虚拟控制系统、虚拟液压系统、虚拟传感器、虚拟加载系统，所述实物部分和虚拟部分中的各状态量分别通过实物传感器和虚拟传感器传至计算机，由计算机控制半实物仿真平台对调距桨电液系统进行四种不同模式的仿真，所述实物加载系统和虚拟加载系统为半实物仿真平台提供负载，使半实物仿真平台能够正常运行。

2.根据权利要求1所述的具备多模式切换功能的半实物仿真平台，其特征在于：所述四种仿真模式分别为电控系统实物和液压系统实物，电控系统实物和液压系统仿真，电控系统仿真和液压系统实物，电控系统仿真和液压系统仿真。

3.根据权利要求2所述的具备多模式切换功能的半实物仿真平台，其特征在于：所述电控系统实物和液压系统实物时，所述实物液压系统中的液压阀控制信号通过机旁控制箱输出给调距桨液压系统上的比例阀、电磁阀和卸荷阀；所述电控系统实物和液压系统仿真时，液压阀的控制信号通过机旁控制箱输出给控制台上的仿真系统；所述电控系统仿真和液压系统实物时，液压阀的控制信号通过控制台上的仿真系统输出给调距桨液压系统上的比例阀、电磁阀和卸荷阀；所述电控系统仿真和液压系统仿真时，液压阀的控制信号为控制台上的仿真系统内部信号，断开切换箱内接线。

4.根据权利要求1所述的具备多模式切换功能的半实物仿真平台，其特征在于：所述虚拟液压系统以实际调距桨电液控制系统为基础，以AMESim和MATLAB/Simulink两种建模软件相互结合的方式建立，首先在AMESim环境下，基于HCD库建立液压系统的泵、阀、油缸、管路、电机数学模型，连接模型单元并设置仿真参数，完成虚拟液压系统的建模过程；虚拟液压系统建模完成后导出Simulink实时仿真模型。

5.根据权利要求1所述的具备多模式切换功能的半实物仿真平台，其特征在于：所述虚拟控制系统直接在MATLAB环境下建立，利用MATLAB/Simulink与AMESim联合仿真技术建立控制系统实时仿真模型，并进行计算机环境下的虚拟仿真测试。

6.根据权利要求4或5所述的具备多模式切换功能的半实物仿真平台，其特征在于：所述AMESim中的HCD库将实际液压元件中的各种组件建立成专业库，其中的参数能够进行设定，而对于摩擦力的参数能设定为定值、函数或者时变变量；根据实际液压系统中的元件参数建立元件的仿真模型，再通过元件的仿真模型建立整体调距桨液压系统仿真模型。

7.根据权利要求6所述的具备多模式切换功能的半实物仿真平台，其特征在于：所述虚拟液压系统仿真模型与控制系统实时仿真模型建立后，对调距桨装置液压系统调距过程及稳距过程进行仿真，在仿真过程中实时监视调距或稳距过程中液压系统关键元件的压力、流量、温度参数，利用仿真模型完成控制系统性能测试。

8.根据权利要求1所述的具备多模式切换功能的半实物仿真平台，其特征在于：所述实物液压系统包括电控系统、模拟试验泵站、主控制阀组、模拟调距桨油缸和负载加载系统，所述主控制阀组、电控系统与实际调距桨系统完全一致，模拟试验泵站包含两部分，其中一部分用于真实模拟实际调距桨系统的液压泵站出口压力与流量；另一部分用于为负载加载系统提供压力与流量；所述模拟调距桨油缸的容积和输出压力与实际调距桨系统中的容积压力进行近似等效。

9.根据权利要求8所述的具备多模式切换功能的半实物仿真平台，其特征在于：所述负载加载系统由加载油缸和加载控制阀组组成，所述加载油缸和调距桨油缸对顶，模拟调距桨系统运行时的负载，加载控制阀组用于调节加载油缸的压力，以实现负载模拟。

10.根据权利要求1所述的具备多模式切换功能的半实物仿真平台，其特征在于：所述实物部分和虚拟部分组成半物理仿真控制系统，所述半物理仿真控制系统能根据实际情况对整个系统进行仿真研究，其中仿真模型部分的实时仿真模型能等效替换实物部分，通过分析与对比仿真结果与实际测试结果的差异，进一步修正仿真模型的参数，最终实现实时仿真模型的仿真精度与实际系统运行状态一致。