Hypneu/Simulink联合建模与仿真的接口分析

　　电液数字化联合系统仿真，既是计算机技术和液压仿真软件发展的现实结果，也是工业现代化的标志和趋势，更是复杂机电一体化设备产业进行设计研制的客观应用需求^[1]。联合建模与仿真的目的就是充分认识和了解系统内和系统间的关联参数，关注系统间的相互关系和影响，通过建立描述系统的模型，并对其进行反复地参数调整和设计优化，能够实现快速设计，快速验证，快速调整，快速预测; 能够认识系统，理解参数，提高效率，科学设计^{[2 -3]}。

　　目前，文献中可见的联合建模和仿真方法多数是通过信号流将专业软件联系或者组织起来共同参与仿真计算^[4]。

　　液压系统常用的仿真软件有Easy5，AMESim 等，信号控制系统常用的仿真软件是Mat-lab / Simulink^{[5 -6]}，机械运动学和动力学常用的仿真软件有ADAMS，Recurdyn[7]等。将不同的系统模型统一到Matlab/Simulink 信号平台下进行信号互联是常用的一个方案，因为大多数的软件都向MATLAB 开放了信号接口^[8]。

　　Hypneu 液压建模和仿真软件基于模块化的层次建模理念，根据不同的分系统功能组合，面向Simu-link 提供了不同的接口方式、信号种类、作用方式，方便用户选择控制信号和使用各种感兴趣的参数。下面就Hypneu 软件与Simulink 的统一平台接口问题进行分析和研究。

　　1 接口信号的属性与对应关系

　　在HyPneu 软件中，液压系统按照系统的功能实现被划分为4 个功能模块，分别是负载、液压缸、液压回路、控制信号。之所以将液压做动筒当作一个独立的子模块来建模和仿真，是因为它是液压系统和外部机械负载的联系界面。因此，在Hypneu 的建模过程中，依据系统输入输出信号的种类和要求，要么将做动筒划分到液压系统用Hypneu 软件来建模仿真分析，要么将做动筒划分到负载一侧使用Simulink 来建模仿真。换句话说，就是用户需要确定4 个功能模块的哪些模块要留在Hypneu 中建模，哪些功能模块需要在Simulink 环境下建模。依据建模范围和信号需求的种类，在Hypneu/Simulink 平台下建模就需要使用不同层次的建模组件和信号种类与组合。

　　在接口建模中，HyPneu 中的信号分为两类: A类，T 类。如表1 所 示。信号HPQ，PPQ，MFV，MTW 是混合信号，需要由路由器将A 类信号和T 类信号进行分离。比如对于MFV 信号，是描述负载平动的混合信号，需要由路由器( routers) 分离信号速度和力; 而对于HPQ 信号，则需要由分离器( splits) 分离压强和流量。对于信号MFX，MTT，SIG 只需要经过路由器直连入接口器件。

　　当在Hypneu 环境下搭建的Simulink 接口完成后，仍然运行所在页的单页仿真，软件将会生成一个后缀为. flx 和. fs 的文件来记录连接 Hypneu/Simulink所有的接口信息，同时软件将会启动系统的如图1所示接口查看器LinxSL. exe 打开该文件，分别对Hypneu 的输入输出接口信号个数，信号排列次序，信号输入输出属性，系统需要绘制的仿真参数结果给予浏览。