数控机床多能量源的动态能耗建模与仿真方法

来源：机械工程学报杂志2015年第11期北京时间：

作者：何彦， 林申龙， 王禹林， 李育锋， 王立祥

单位：1.重庆大学机械传动国家重点实验室；2.南京理工大学机械工程学院

摘要：机床能量消耗过程的评估和分析是机床能效优化研究的基础。现有研究提出的机床能耗模型主要是静态能耗模型，少数对机床动态性能耗的研究又主要集中在机床运行状态的动态性的建模，缺乏对机床能量源特别是数控机床多能量源的动态性能耗的研究。针对数控机床能量源多、加工任务及加工参数动态变化等特点，提出了一种数控机床多能量源的动态能耗建模与仿真方法。对数控机床能耗过程的动态性进行分析；在此基础上，结合面向对象着色赋时Petri网(Colored timed object-oriented Petri net，CTOPN)和虚拟部件方法建立数控机床多能量源动态能耗模型，其中CTOPN模型用于描述数控机床能耗过程机床和多能量源运行状态的动态特性，虚拟部件方法用于描述数控机床多能量源受加工参数影响的动态特性；通过CTOPN中“变迁”蕴含的信息来驱动虚拟部件模型实现对数控机床多能量源的动态能耗特性的建模。案例分析结果证明了该方法的可行性，上述模型可为数控机床动态能耗的预测、综合的能耗特性分析以及定量的能耗影响因素分析提供一种基础支持，具有较广阔的应用前景。

关键词：动态能耗,多能量源,建模仿真,数控机床；

基金资助：国家自然科学基金(51105394)、国家高技术研究发展计划(863计划，2012AA041306)、江苏省“六大人才高峰” (2014-ZBZZ-006)和中央高校基本科研业务费专项资金(30920130111001)资助项目