ADAMS小孔泄流机构泄流过程的数值模拟(4)

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MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，在数值模拟方面首屈一指[15]。

1.3.2.3 液固耦合的联合仿真实例

美国福特公司己经成功地将整车多体动力学仿真和汽车姿态控制系统仿真集成，通过机械、控制(包含液压)的多领域联合仿真，进行汽车姿态控制系统（Vehicle Attitude Control，VAC）系统的开发。其整车动力学仿真采用多体动力学仿真软件ADAMS，而控制系统和前液压作动器和后液压作动器则采用MATRⅨ／math软件。福特公司利用该方法，使机械设计人员和控制系统设计人员能够更好地进行通信和协同工作。使控制系统优化设计在短短的一个星期内即可以完成，极大地缩短了产品开发时间[16]。

Joshua D．Zimmerman、Matteo Pclosi等人利用MATLAB软件的两个模块SimMechanics和Simulink建立了挖掘机动力学模型和液压系统模型，通过联合仿真挖掘机的一个典型的工作循环过程，计算出负载敏感液压系统的功率损失，包括泵功率损失、液压缸的功率损失和阀的功率损失，并且提出采用泵控系统来避免阀的节流损失和采用能量回收来吸收由于重力而产生的势能[17]。

意大利菲亚特研究中心(NAT Research Center)将多领域联合仿真应用于一种新型摆式列车的半主动侧向悬架开发中以保证摆式列车在以超过150公里时速进行高速弯道行进时的侧向乘坐舒适性。设计人员首先利用ADAMS多体动力学仿直软件开发了包括转向架在内的完整车箱多体动力学模型。然后利用MATLAB／Simulink控制系统仿真软件分别开发了倾摆控制系统模型和半主动侧向悬架控制系统模型，而隔离控制系统模型则直接采用ADAMS的语句[16]。

2003年，北方交通大学的董孝卿和铁道科学研究院机辆所的王悦明、文彬等人利用 ADAMS 和MATLAB 软件对车辆半主动悬架进行了联合仿真研究[18]。

2010年，武汉理工大学的赵柏权，胡国梁在16V240柴油机单体泵中利用MATLAB/Simulin2k与xPc-target建立了柴油机模型的硬件在环仿真，包括柴油机模型在目标机上的实现[19]。由于MATLAB／SIMULINK支持xPc-target，并且库中包含有相应的模块，便于建模。根据增压直喷式柴油机工作过程的特点，将柴油机物理模型划分为以下子模块：压缩模块，燃烧模块(包含供油模块)，膨胀模块，排气模块（包括纯进气，气阀重叠，纯排气)，增压器模块，动力学模块。这些子系统具有下述特点：各子系统均有自己的边界条件，各自构成一个物理模型且有自己的物理特点：子系统之间利用质能守恒定律传递关系，彼此构成了一个系统，并且相互影响。依次建立燃烧过程、做功过程、进排气过程等缸内模型。利用研华PCIl712采集卡，解决仿真过程中在线实时数据采集的问题。xPC与目标机的操作系统无关，利用目标启动盘可以独立启动，启动盘上包含高度优化的xPC目标的实时内核。实时内核在开始运行后，将显示出有关宿主机和目标机通信连接的有好信息。内核将激活应用程序载入程序，并等待宿主机上下载目标应用程序。载入程序的作用是接受代码。xPC目标实时应用程序时RTW、State flow代码生成器从Simulink Stateflow模型生成的。其采用32位内存管理模式，执行效率比较高。应用程序可高速并实时执行任务。对于较小的Simulink模型，其采样时间可达到10s(100MHZ)。