CN111695258B - 一种电磁继电器动态特性仿真动能注入仿真方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁继电器动态特性仿真动能注入仿真方法，所述方法步骤如下：在FLUX中进行动态仿真，得到衔铁速度、转力矩和转动角度随时间变化曲线；通过衔铁速度、转力矩和转动角度随时间变化曲线，得到转力矩随角度变化曲线；确定吸合状态前一步的时间t、衔铁角度&last；在Adams中建立仿真模型；在Adams中编写仿真脚本，在t时刻之前调用衔铁转动速度随时间变化数据进行运动学仿真，在t时刻后调用转力矩随角度变化数据进行动力学仿真；对Adams动态仿真进行后处理，提取Fc、Vd、Dd；能量注入动态仿真结束。本发明提高了电磁继电器的动态仿真速度，为电磁继电器的动态仿真提供了更为简洁、快速的方法。

Description

一种电磁继电器动态特性仿真动能注入仿真方法
技术领域
本发明涉及一种动态仿真方法，具体涉及一种在Adams中通过能量注入实现电磁继电器动态特性仿真的方法。
背景技术
目前，动态仿真方法主要是通过MATLAB将FLUX及Adams进行联合仿真。
基于MATLAB中simulink模块将FLUX静态仿真中的转力矩、磁链数据同Adams的模型进行联合仿真，其中磁链需要进行反插值，此联合仿真涉及数据多，数据转化过程中会产生误差，在仿真的前期稳定段仿真时间长，效率低。
目前已有的联合仿真过程中，通常将电磁静态数据表及磁链反插值输入到Simulink中将Adams生成的联合仿真数据加载到Simulink中，即将两个软件的数据进行时时交换，完成继电器的动态仿真，其弊端即计算量大，且准确性不高，无法得到与实测相符的数据。
因此，如何将上述问题加以解决，而提供在Adams中通过能量注入实现动态仿真的方法，即为本领域技术人员的研究方向所在。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种电磁继电器动态特性仿真动能注入仿真方法。该方法提高了继电器动态仿真的时间和速度，同时避免了联合仿真中由于磁链、电压、反插值等参数带来的误差。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种电磁继电器动态特性仿真动能注入仿真方法，包括如下步骤：
步骤S1：在FLUX中建立继电器模型，设置好材料属性及仿真参数等，进行动态仿真，并通过动态仿真得到衔铁速度随时间变化的曲线、转力矩随时间变化的曲线和转动角度随时间变化曲线；
步骤S2：通过在FLUX动态仿真中的速度随时间变化曲线、转力矩随时间变化曲线和转动角度随时间变化，得到转力矩随角度变化曲线；
步骤S3：在FLUX动态仿真的数据中确定吸合状态前一步的时间t和衔铁角度&last；
步骤S4：在Adams中建立仿真模型，设置对应的接触参数及仿真参数；
步骤S5：在Adams中编写仿真脚本，在t时刻之前调用衔铁转动速度随时间变化数据进行运动学仿真，在t时刻后调用转力矩随角度变化数据进行动力学仿真；
步骤S6：对Adams动态仿真进行后处理，提取弹跳数据动簧片与动合静簧片间接触力Fc、动簧片速度Vd、动簧片位移Dd、动合静簧片速度Vd、动合静簧片位移Dd；
步骤S7：能量注入动态仿真结束。
相比于现有技术，本发明具有如下优点：
本发明大大提高了电磁继电器的动态仿真速度，为电磁继电器的动态仿真提供了更为简洁、快速的仿真方法。
附图说明
图1为本发明动能注入动态仿真流程图；
图2为为实测触点电压波形、联合仿真与动能注入仿真继电器吸合过程动簧片和动合静簧片接触压力波形结果对比图；
图3为起始点归一化后数据对比图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
本发明提供了一种电磁继电器动态特性仿真动能注入仿真方法，如图1所示，所述方法包括如下步骤：
步骤S1：在FLUX中建立继电器模型，设置好材料属性及仿真参数等，进行FLUX动态仿真，并通过动态仿真得到速度随时间变化的曲线、转力矩随时间变化的曲线和转动角度随时间变化曲线。
步骤S2：通过在FLUX动态仿真中的速度随时间变化曲线、转力矩随时间变化曲线和转动角度随时间变化，得到转力矩随角度变化曲线。
步骤S3：在FLUX动态仿真的数据中确定吸合状态前一步的时间t和衔铁角度&last。
本步骤中，通过实测得到反力曲线，将此数据提供到FLUX中进行动态仿真。
步骤S4：在Adams中建立仿真模型，设置对应的接触参数及仿真参数。
在本步骤中，仿真的时长设置应实测吸合时间来设置，仿真步长在应尽量保证仿真数据详细，且仿真时间不至过长。
步骤S5：在Adams中编写仿真脚本，导入FLUX动态仿真得到的衔铁转动速度随时间变化数据和转力矩随角度变化数据，在t时刻之前调用衔铁转动速度随时间变化数据进行运动学仿真，在t时刻后调用转力矩随角度变化数据进行动力学仿真。
本步骤中，在衔铁吸合的前一时刻t之前，利用样条函数CUBSPL调用衔铁转动速度随时间变化数据，使衔铁从初始位置开始运动，进行运动学仿真。
本步骤中，在t时刻后，此时衔铁转动角度为&last，利用样条函数CUBSPL调用转力矩随角度变化数据，使衔铁吸合，进行动力学仿真。
步骤S6：对Adams动态仿真进行后处理，提取弹跳数据动簧片与动合静簧片间接触力Fc、动簧片速度Vd、动簧片位移Dd，动合静簧片速度Vd、动合静簧片位移Dd。
步骤S7：能量注入动态仿真结束。
如图2所示，本发明基于CAD模型，FLUX软件调用进行动态仿真，Adams软件调用CAD模型而后进行接触设置、约束设置等，FLUX动态仿真出的数据添加到Adams中进行动态仿真。
综上所述，本发明的在Adams中通过能量注入实现动态仿真的方法，其仿真结果与产品实际情况更接近，为以后的电磁继电器动态仿真提供了更有效、快捷的动态仿真方法。
实施例：
以某型超小型密封直流电磁继电器为例，分别利用传统的Matlab-Adams联合仿真方法和动能注入仿真方法对继电器吸合状态的动态特性进行仿真。
以实测触点电压波形作为参考，将联合仿真与动能注入仿真得到的动簧片和动合静簧片接触压力波形进行对比，如图2和3所示。通过对比分析可以看出，无论是吸合时间还是簧片回跳情况，动能注入仿真方法所得结果都较联合仿真方法更接近于实际情况。

Claims (3)

1.一种电磁继电器动态特性仿真动能注入仿真方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
步骤S1：在FLUX中建立继电器模型，设置好材料属性及仿真参数，进行动态仿真，并通过动态仿真得到速度随时间变化的曲线、转力矩随时间变化的曲线和转动角度随时间变化曲线；
步骤S2：通过在FLUX动态仿真中的速度随时间变化曲线、转力矩随时间变化曲线和转动角度随时间变化，得到转力矩随角度变化曲线；
步骤S3：在FLUX动态仿真的数据中确定吸合状态前一步的时间t和衔铁角度&last；
步骤S4：在Adams中建立仿真模型，设置对应的接触参数及仿真参数；
步骤 S5：在Adams中编写仿真脚本，在衔铁吸合的前一时刻t之前，利用样条函数CUBSPL调用衔铁转动速度随时间变化数据，使衔铁从初始位置开始运动，进行运动学仿真，在t时刻后，此时衔铁转动角度为&last，利用样条函数CUBSPL调用转力矩随角度变化数据，使衔铁吸合，进行动力学仿真；
步骤S6：对Adams动态仿真进行后处理，提取弹跳数据动簧片与动合静簧片间接触力Fc、动簧片速度Vd、动簧片位移Dd，动合静簧片速度Vd、动合静簧片位移Dd；
步骤S7：能量注入动态仿真结束。
2.根据权利要求1所述的电磁继电器动态特性仿真动能注入仿真方法，其特征在于所述步骤S3中，通过实测得到反力曲线，将此数据提供到FLUX中进行动态仿真。
3.根据权利要求1所述的电磁继电器动态特性仿真动能注入仿真方法，其特征在于所述步骤S4中，仿真的时长根据实测吸合时间设置。
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