引言：关于机电液一体化，所谓的虚拟样机技术，主要包含协同仿真与虚拟样机建模这两大要素，而且伴随着制造产业的发展而发展。其将源自控制、机械、电子及液压等相关领域的主要模型，组合为更加完备的仿真模型，通过各种模型之间的相互协调展开仿真运行，进而获得物理模型候选设计方案的主要特性。
一、虚拟样机技术的优势
该项技术通过设计思路并行并集成不同的学科有关技术，利用性能完善的交互界面数字化处理实物，能让物理模型实现高度数字化，并在物理样机制造前建立虚拟样机，兼顾产品整个生命周期内的全部要求，仿真评估虚拟样机实现对产品设计的优化，不仅能花费较少时间获得产品最优参数，还能利用这些参数完成物理样机的制造，防止反复测试和改进物理样机，在缩减设计周期的同时减少成本支出。
二、多学科集成仿真构建机电液一体化仿真平台的常见方法
（一）模型转换式
主要是将某个工具的模型有效转换成格式特定、含有模型信息的一种数据文件，以供其他工具模型调配使用，进而达到信息交互的效果。该方式的主要特征为较快的求解速度、占有较少系统资源、出色的稳定性，最重要的是建立模型之后能够重复使用。但是不足在于要求特定的文件格式，不具备通用性。
（二）联合仿真式
现阶段，联合仿真式相对通用而且也是数据交换最常见的方式之一。在此仿真模式下，不同的两个仿真工具，利用TCP、IP等便可进行数据调用及交换。其属于容易构建与实现的一种集成仿真模式，因此具备一定的普适性，这种方式的主要局限是刚性系统处理难度大，会占用较多系统资源，而且在一些情况下运行速度相对缓慢。
（三）求解器集成式
其主要原理为集成不同工具两者之间的求解器代码，进而实现在当中某个仿真环境中调用另个仿真工具中的求解器。该方式的突出优势为，有效轻松应用不同学科求解技术，这样能为用户对现有模型的使用提供便利。但存在的缺陷是模型中的部分因素，例如函数形式、单元类型等在一些条件应该重新定义，由此延长软件的升级与开发周期。
而本文采取的主要软件为
以及MATLAB，结合不同软件的主要特征，综合应用模型转换及联合仿真方法，在此基础上设计出机电液一体化虚拟样机仿真平台方案。利用
进行机械系统建模，至于仿真则能在ANSYS与ADAMS软件完成，还能实现Simulink与ADAMS的联合仿真；在AME Sim进行液压系统建模，在Simulink中进行控制系统建模在，通过这两个软件的接口，能够做到液压系统和相关控制环的联合仿真。旨在完成液压系统与机械系统模型之间的对接，主要做法为实现ADAMS与AMESim的数据通信，因为联合仿真需满足大量信息处理需求，加之ADAMS、AME Sim均具备和Simulink一样的接口，综合电控、机械以及液压子系统整合至拥有强大数值计算功能的Simulink环境，从而达到一体化仿真的效果。因此，选择将Simulink作为计算平台与“连接桥梁”，完成一体化仿真方案的设计。
三、某武器装备调平系统中仿真平台在虚拟设计中的应用要点
（一）ADAMS、Simulink及机械系统建模的数据交互
如图所示，ABCD平台代表装备工作台，整体结构为长窄式，不仅柔性较大而且台上略去设备。在系统工作中，仅需工作台AB端顺着A、B连线方向保证水平，无需让整个工作台保持水平，基于此，能通过伸缩两个支腿完成调平工作。Pro/E中建立实体机械系统调平模型，将ADAMS导入获得多个调平模型；将工作台模型在Pro/E中构建并将ANSYS导入生成柔性体，还要在柔性体中导入ADAMS，由此替换为刚性构件。为此，便能获得具备刚柔耦合调整的调平系统模型。
针对ADAMS而言，将va、vb定义为状态变量，把支腿1、2各自的控制速度va、vb定义作为输入，再把输入函数
导入到缸筒和活塞的移动副函数；检测两个支腿在Z向上的负载F、F，再
模块中选取
，而且将其定义成输出状态变量。由此，ADAMS模型的具体信息不仅在
环境中导入，且此存在形式为
，将其连接Simulink其他模块进，以此完成ADAMS、Simulink之间的数据共享。
图1：调平机械系统示意图
（二）AMESim、Simulink和液压系统建模的数据交互
为确保实现AMESim、Simulink之间的联合仿真，应该安装
。安装AMESim时应将
用作编译器。然后进行MATLAB、AMESim环境变量设置。利用
，把AMESim模型转换成满足Simulink能够调用的S函数。
（三）形成一体化模型
如果能实现以上两者的数据交互，在
环境中构建仿真一体化模型。下图中的仿真模型，
顺次是Simulink环境中机械及液压系统的封装形式。将transport delay环节加入ADAMS、AMESim的数据传递，而且借助Fcn时间函数获得调平期间的控制比例阀信号。
（四）设置仿真和分析结果
研究同时伸出两支腿将工作台一端撑起，然后顺着方向调平的一个过程。由于AMESim液压系统具有数值刚性特征，在Simulink软件中利用ode15s积分求解设备以及变步长积分计算方法，同时将仿真时间设置为40s。本文以AMESim中仿真结果的提取为例。图2是控制1.2比例方向阀流量信号示意图，图3是两个支腿速度走势相同的曲线，由此说明这一系统设计能达到理想的调速效果。通过图3还能获知，同时伸出支腿与调平期间二者出现的速度变化，刨除在开始初期内的一定冲击，整个速度变化过程相较平稳。通过分析图4中两支腿呈现出的位移过程曲线，其初始状态为两高一低；针对调平过程而言，两支腿能实现位移一致，以此表明能实现工作台顺着方向调平。在图5中分析可得，低位支腿自身负载在从两支腿同时伸出跳变到两者调平的瞬间，存在一定的变化趋势突变，可是负载变化在整个过程中的状态较为平稳。总之，调平系统可以平稳完成调平工作台精度，并且调平机构可以为设备运行予以必要的刚性支承，这样也和设计要求相符。
图2：控制两比例阀流量示意图
图3：速度曲线示意图
图4：位移历程示意图
图5：负载历程示意图
结束语：综上，本文依托单学科建模软件以及相关集成仿真方法，建立起的一体化仿真平台，通过具体实践表明，这一平台可以妥善处理在虚拟设计现代机电产品中存在的问题，因此其未来应用前景十分广阔。
参考文献：
[1]潘双夏，刘静，冯培恩，高峰.挖掘机器人虚拟样机的机电液一体化建模与仿真[J].中国工程机械学报，2003（01）:49-53.
[2]孟令辉，占金春.机电液一体化虚拟样机建模与协同仿真技术研究[J].机械制造，2007（08）:11-14.
