液压支架数字孪生体联合建模方法

简介

目前液压支架建模方法存在建模方式单一、缺乏模型内部动作表达等问题,难以实现数字孪生模型的深度知识挖掘,且液压支架的建模只单独研究机械或者液压部分,很难掌握其整体动态特性。针对上述问题,以掩护式液压支架ZY6800/08/18D作为研究对象,提出了一种液压支架数字孪生体联合建模方法。利用SolidWorks软件建立液压支架机械系统和液压系统的三维实体模型,将三维实体模型生成.sldasm格式文件导入MapleSim软件中,使用运动副连接机械部分,液压元件连接液压部分,建立液压支架机械系统孪生模型和液压系统孪生模型,二者联合,与物理体通过数据库进行数据交互与模型优化。为了使模型1∶1映射物理体,建立了液压支架数字孪生体,包括系统层、信息层、物理层。对构建好的液压支架数字孪生体进行虚实一致性实验,在物理体与孪生体立柱输入相同信号的条件下分析二者连杆的角度变化是否一致,验证模型的合理性与准确性。结果表明:物理体与孪生体连杆角度拟合度为0.986,接近1,拟合程度较好,表明真实数据驱动下的孪生模型位姿信息与物理体运行结果基本一致;连杆角度的整体误差为-0.198~+0.185°,在倾角传感器精度范围内,满足精度要求。数字孪生模型运动规律符合液压支架实际运动状态,实现了物理体与其孪生体的相互映射和交互融合。