基于Dymola及Modelica语言的飞机三级发电机的建模与仿真
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飞机涡扇发动机的建模与仿真研究随着航空工业的不断发展,涡扇发动机已经成为了现代飞机最常用的动力装置。
在不同飞行工况下,涡扇发动机的性能和特性都有所不同,因此开展相关的建模和仿真研究显得尤为重要。
本文将着重讨论飞机涡扇发动机的建模与仿真研究。
一、涡扇发动机的构成与特点涡扇发动机是由高压压气机、低压压气机、燃烧室、涡轮和推力增强器5个部分构成的。
其中高压压气机和低压压气机共同驱动大的涡轮,形成推力,而燃烧室则是将油气混合物燃烧后产生高温高压的气体,驱动涡轮并产生动力输出。
涡扇发动机的特点是节省燃料、具有高速度、较大推力和低噪音等优点。
二、涡扇发动机建模的理论基础涡扇发动机建模是在对发动机实现物理建模的基础上建构的一种数学模型。
涡扇发动机建模的主要理论基础包括控制工程、热力学和流体力学等。
其中,控制工程主要用于分析和控制模型中的运动状态,热力学主要用于分析和描述发动机燃气流动和能量转换特性,而流体力学则主要用于分析和描述发动机漩涡流动、冷却通道和涡轮叶片的流场特性等。
三、涡扇发动机建模的关键技术涡扇发动机建模的关键技术包括建立数学模型、选取仿真软件和分析仿真结果三个方面。
建立数学模型时,需要考虑到发动机各部分之间的相互作用关系,并选择适当的数学变量进行描述。
选取仿真软件时,需要考虑软件的功能和性能,同时也需要考虑成本和易用性等方面因素。
分析仿真结果时,需要对仿真结果进行分析、比较和总结,并提出相应的优化方案。
四、仿真实验的设计和实施为了更加准确地进行涡扇发动机的建模和仿真研究,需要进行一系列的仿真实验。
在实验设计和实施过程中,需要注意以下几点。
首先,需要选取适当的实验工况,包括不同推力和高度等。
其次,需要选取相似理论,将实验所涉及的参数归一化。
最后,在实施实验时,需要精确控制实验环境,包括温度、气压等。
五、涡扇发动机的建模与仿真研究的应用涡扇发动机的建模与仿真研究在现代航空工业中应用非常广泛。
其中,主要包括发动机设计、发动机性能评估和飞行控制等方面。
飞行模拟器的结构设计与仿真研究韩红伟;党淑雯;何法江【摘要】Flight simulator has the incomparable advantages over real flight training which its structural design is the cru-cial to the optimization of aircraft design and improvement of the flight performance, so modeling and simulation of the research on the aircraft design is the key point for aircraft's design. After compared with 6-DOF(Degree of Freedom) flight simulator driven by hydraulic cylinders, a kind of 3-DOF flight motion platform based on 3-RPS mechanism driven by electric cylinders under UG environment is established , and the simulation of kinematical characteristics is researched after building joints and motions for the virtual prototype under the ADAMS/View module. For given kinematics charac-teristic curves, the post-processing of the measurement results using ADAMS/Post Processor module is carried, to get kinematics curves of various flight attitudes. The simulation results show that the designed structure can achieve three directions of motion, such as lift, roll or pitch, and meet the requirements of the technical specifications of the civil avia-tion flight simulator. The processes of analysis provide effective research methods for the design of the flight simulator.%飞行模拟器具有真实飞行训练无法比拟的优势,其结构设计是优化飞机设计,改善飞行性能的关键问题,故飞行模拟器的建模与仿真研究工作是飞行器设计的难点.通过与液压缸驱动的六自由度飞行模拟器对比分析,以3-RPS机构为基础,以在UG环境下建立的电动缸驱动的三自由度飞行模拟器运动平台模型为研究对象,在ADAMS/View模块下,对其添加约束和驱动后,进行了运动学特性仿真.对于给定的运动学特性曲线,运用ADAMS/Post Processor模块,对测量结果进行后处理,得到各种飞行姿态下的运动学曲线.仿真实验结果验证了该设计可实现升降、横滚、俯仰三种姿态的运动,且符合民航飞行模拟器的技术指标要求.上述分析过程为飞行模拟器的设计提供了一套有效的研究方法.【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2016(052)013【总页数】5页(P254-258)【关键词】三自由度运动平台;飞行模拟器;结构设计;运动学特性【作者】韩红伟;党淑雯;何法江【作者单位】上海工程技术大学机械工程学院,上海 201620;上海工程技术大学航空运输学院,上海 201620;上海工程技术大学航空运输学院,上海 201620【正文语种】中文【中图分类】TH12;TP39HAN Hongwei,DANG Shuwen,HE Fajiang.Computer Engineering and Applications,2016,52(13):254-258.飞行模拟器作为一种安全、经济且有效的训练助手,引起了各国军方以及民航的高度关注,不断加大研制和采购费用的力度。
Dymola—多学科系统仿真平台Dymola 是法国 Dassault Systems 公司的多学科系统仿真平台,⼴泛应⽤于国内外汽车、⼯业、交通、能源等⾏业的系统总体架构设计、指标分解以及系统功能验证及优化等。
Dymola ⽀持 FMI 标准接⼝协议,可⽤于集成不同软件建⽴的、不同详细程度的模型,进⾏MIL、SIL 和 HIL 测试。
产品介绍· DymolaDymola 作为多学科系统仿真平台,提供了多种属性的物理接⼝,覆盖机械、电⽓、热、流体以及控制等领域,结合Dymola 提供的Modelica 基础库和商业库,可⽅便⽤户创建物理系统架构以及不同复杂程度的系统功能模型。
Modelica 基础库为客户提供Modelica协会在机械、流体、电⼦电⽓、电磁、控制、传热等多个⼯程领域的更新研究成果。
Dymola 与各领域的企业和研究所合作,包括 Modelon、DLR、Claytex、Arsenal Research 等,为客户提供具有⾼⽔平的模型库,涵盖空调、蒸汽循环、液冷、电⼒、液压、⽓动、电机驱动、内燃机、传动、车辆动⼒学、柔性体、⽕电、⽔电、风电等领域,为产品的多领域协同研发提供多⾯的⽀撑。
Dymola 的 模 型 可 ⽤ 于 HIL 测 试, ⽀ 持 NI、dSPACE、Concurrent、HiGale、RT-Lab、ETAS 等实时仿真系统。
♦ 电⽓系统模型库针对新能源汽车,Dymola 提供了蓄电池库、燃料电池库、电动系统库、车辆动⼒学库,结合 Dymola 中的电⽓模型库和智能电机库,可⽤于搭建完整的混合动⼒汽车、纯电动汽车模型及供电⽹、充电桩模型,为新能源汽车电⽓系统和整车动⼒学特性的仿真分析和测试提供了完善的模型。
蓄电池模型库包括电池单体、电池组和 BMS,单体模型考虑了温度,寿命,SOC 对电池性能影响,BMS 除传统控制外还可加⼊了主动预防控制等特性。
电动系统库中拥有各类电器元件,并包括详细的半导体元件,如 IGBT,BJT,MOSFET 等,考虑了其瞬态效果与能耗。
dymola linux说明全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:Dymola是一款功能强大的基于模型的系统工程软件,由瑞典的Dassault Systèmes公司推出。
它提供了一个强大的模型开发和仿真环境,能够帮助工程师和研究人员快速建立和验证复杂系统的模型。
Dymola的运行环境包括Windows、Linux和MacOS等操作系统,本文将着重介绍Dymola在Linux系统上的安装和使用方法。
在Linux系统上安装Dymola并不复杂,首先需要下载Dymola 的安装包,通常是一个.tar.gz或者.sh文件。
接着,打开终端,使用命令行解压安装包,并进入解压后的文件夹。
接下来,在终端中输入./install命令,按照提示逐步完成安装过程。
安装完成后,可以在终端中输入dymola命令启动Dymola。
在Dymola的界面中,用户可以新建模型文件、导入模型库、设置仿真参数等。
Dymola支持多种模型化语言,例如Modelica和FMI等,用户可以根据需要选择适合的语言进行建模。
除了基本的建模仿真功能,Dymola还提供了丰富的工具和插件,可以帮助用户进行系统优化、参数标定、多物理域耦合分析等。
用户可以通过Dymola的图形用户界面或者命令行接口对模型进行操作,并查看仿真结果、参数曲线等。
在Linux系统上使用Dymola有许多优势,首先是Linux系统的稳定性和安全性较高,能够保障仿真过程的稳定性;其次是Linux系统的高度定制性和兼容性,可以满足不同用户的需求;再次是Linux系统的多任务处理和多用户支持,能够提高工程团队的协作效率;最后是Linux系统的资源管理和性能表现,能够更好地发挥Dymola的性能优势。
Dymola在Linux系统上的安装和使用方法相对简单,用户只需按照说明逐步操作即可。
Linux系统的稳定性、安全性和性能优势也让Dymola在Linux上的表现更加出色。
希望本文能够帮助用户更好地了解和使用Dymola在Linux系统上的特点和优势。
Modelica语言的介绍作者:侯寒冰席可韩思凡来源:《卷宗》2017年第18期摘要:在20世纪70年代到90年代,计算机技术在工程领域有了深入的应用,一批应用广泛的单领域建模仿真工具由此诞生,如电气领域的Saber、机械领域的ADAMS、控制领域的Simulink等。
与此同时,物理建模语言开始出现。
关键词:Modelica;建模1 Modelica语言的发展工程物理系统多领域的建模方式有三种,分别是基于接口联合仿真的多领域建模、基于图的多领域建模和基于物理语言的多领域建模。
作为基于物理语言的多领域建模语言,Modelica 支持面向对象、非因果建模陈述式、多领域统一及连续离散混合建模,并提供了兼容框图、键合图及线形图的表示方式,Modelica 还提供了覆盖电子、机械、电磁、流体、控制、热等领域的强大的、开放的标准领域模型库,目前为止,除标准库以外已经存在大量可用的免费库与商业库。
但是Modelica不支持偏微分方程的求解。
最近这些年,随着对复杂工程系统的多领域统一建模仿真的需求愈加明显,Modelica模型库和Modelica语言规范都有了很大的发展,初步形成了以Modelica 为代表的多领域统一建模规范语言。
2 Modelica语言的介绍多领域统一建模语言Modelica共有六个技术特点,分别是:基于方程;面向对象的物理建模;非因果关系建模;多领域统一建模;连续离散混合建模;提出并支持通用仿真接口FMI。
基于Modelica语言的六个技术特点,可以总结出Modelica的一些技术优势。
首先,在方程的建模方式、多领域物理建模方面,基于Modelica语言能够更方便地建立模型;其次,Modelica模型具有良好的扩展性、重用性,实现知识积累,并可完全掌握模型的数学原理;而且Modelica模型代码是完全开放的,模型具有良好的交互性;最后,Modelica模型支持FMI 仿真接口,可以实现多领域异构模型的集成。
dymola基础Dymola,全称为Dynamic Modeling Lab(动态建模实验室),是一个集成建模和仿真环境,它基于公开的Modelica系统建模语言。
这种环境被设计用于对复杂的多专业系统进行建模和分析,应用领域包括汽车、航空航天、机器人、加工以及其他领域。
Dymola的主要功能包括模型创建、测试、仿真和后处理,具有以下显著特点:多工程功能:Dymola可以包含来自许多工程域的零部件,这使得模型能够由能够更好地展示真实世界的完整系统组成。
它提供了涵盖机械、电气、控制、热、气动、液压、传动系统、热力、车辆动力、空调等领域的库。
Modelica语言:Dymola使用以对象为导向并得到正式定义的强大建模语言Modelica。
这种语言使得建模过程更加直观和高效。
开放和灵活:Dymola环境完全开放,用户可以轻松引入与自己独特需求相符的零部件。
这种开放性和灵活性使得Dymola成为模拟新的或替代设计及技术的卓越工具。
符号处理:Dymola具有符号处理能力,可以在进行数值计算之前自动减少方程组,从而提高计算效率。
总的来说,Dymola是一个功能强大的建模和仿真工具,适用于对复杂系统进行建模、测试和分析。
它的多工程功能、Modelica语言支持、开放性和灵活性以及符号处理能力都使其在工程领域中具有广泛的应用价值。
Dymola是一个多学科系统建模仿真工具,由法国Dassault Systemes公司开发,广泛应用于汽车、航空、航天、能源等行业系统的功能验证和硬件在环仿真。
以下是关于Dymola基础的一些主要特点:建模语言:Dymola基于Modelica建模语言,这是一种面向对象的、声明式的、多领域的物理系统建模语言。
Modelica语言支持多种工程领域的建模,包括机械、流体、电子电气、电磁、控制、传热等。
模型库:Dymola提供了丰富的模型库,包括Modelica基础库和商业库。
Modelica基础库与Modelica协会发布的最新版本保持同步,提供了在多个工程领域的最新研究成果。
基于Modelica语言的汽车性能仿真分析董亮;杨世文【摘要】采用面向对象的非因果物理建模语言Modelica为建模工具,在dymola 多领域仿真平台环境下,将汽车系统进行了模块化划分,通过连接模型库中的部件,建立传统车辆部件模型库,并对汽车循环经济性和动力性进行仿真分析.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2010(000)010【总页数】4页(P42-45)【关键词】Modelica语言;多领域仿真平台;性能仿真【作者】董亮;杨世文【作者单位】中北大学,车辆与动力工程系,太原,030051;中北大学,车辆与动力工程系,太原,030051【正文语种】中文【中图分类】TP391.71 引言随着科技的高速发展,如汽车、船舶、航空航天器等复杂产品通常是机械、电子、液压、气动、控制等多学科子系统的综合体。
但已有的通用建模工具,如ACSL、Easy5、SystemBuild 和Simulink 虽不限制应用领域但通常需要花更多的建模时间;专业仿真工具,如电路(Spice),多刚体系统(ADAMS)或是化学过程(ASPENPlus)在其专业领域做得很好,但开放性较差,在处理涵盖多物理系统的模型时满足不了复杂多领域物理系统协同仿真的需要[1,2]。
本文采用开放、免费、面向对象的物理建模语言Modelica 为建模工具。
根据语言的无因果性、可重用的特点,建立由用户自定义的系统主要部件模型库,以减少复杂多领域物理系统建模和验模的时间;在统一建模语言和建模环境下,能够支持不同领域专家独立开发部件模型,有利于提高系统建模能力[3]。
2 Modelica/Dymola 软件简介Modellca 语言可以直接用微分代数方程对一般的物理模型和现象,进行建模和编译,另外Modelica 语言采纳了陈述式设计思想,能够对物理系统的实际结构进行仿真建模,因此建立的物理系统模型有着与实际系统类似的层次结构。
目前基于Modelica 语言的建模仿真工具有Dymola、Mworks、MathModelica、OpenModelica 等。
学院专业姓名学号指导教师邮箱提交日期一、摘要电力系统仿真计算己经成为电力系统设计、运行与控制中不可缺少的手段。
通过设置不同故障类型、不同故障地点运用仿真技术可以对电力系统的暂态稳定进行分析。
本文采用IEEE 3 机9 节点的经典多机模型,基于隐式梯形积分法对系统发生三相金属性短路故障进行仿真,分析系统在这种情况下的暂态稳定。
发电机模型采用经典的二阶模型;负荷采用恒定阻抗负荷。
在Matlab2010 上编写程序进行调试和运行。
电力系统是由不同类型的发电机组、多种电力负荷、不同电压等级的电力网络等组成的十分庞大复杂的动力学系统。
其暂态过渡过程不仅包括电磁方面的过渡过程,而且还有机电方面的过渡过程。
由此可见,电力系统的数学模型是一个强非线性的高维状态方程组。
在动态稳定仿真中使用简单的电力系统模型,通过仿真计算分析说明,此仿真方法可以进行简单的电力系统暂态分析,对提高电力系统暂态稳定具有重要意义。
二、案例本次课程主要应用P. M. Anderson and A. A. Fouad 编写的《Power System Control and Stability》一书中所引用的Western System Coordinated Council (WSCC)三机九节点系统模型。
系统电路结构拓扑图如下:图2-1 3 机9 节点系统系统数据其中,节点数据如下:节点号有无负载类型电压相角有功负荷无功负荷有功出力无功出力电压基准期望电压N=[1 0 3 1.0400 0.00 0.00 0.00 71.60 27.00 16.50 1.0402 0 2 1.0250 0.00 0.00 0.00 163.00 6.70 18.00 1.0253 0 2 1.0250 0.00 0.00 0.00 85.00 -10.90 13.80 1.0254 0 0 1.0000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 230.00 1.0265 1 0 1.0000 0.00 125.00 50.00 0.00 0.00 0.00 0.9966 1 0 1.0000 0.00 90.00 30.00 0.00 0.00 0.00 1.0137 0 0 1.0000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 230.00 1.0268 1 0 1.0000 0.00 100.00 35.00 0.00 0.00 0.00 1.0169 0 0 1.0000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 230.00 1.032]; %支路数据% 从到电阻电抗容纳类型变比B=[1 4 0.0 0.0576 0.0 1 12 7 0.0 0.0625 0.0 1 13 9 0.0 0.0586 0.0 1 14 5 0.010 0.085 0.176 0 04 6 0.017 0.092 0.158 0 05 7 0.032 0.161 0.306 0 06 9 0.039 0.170 0.358 0 07 8 0.0085 0.072 0.149 0 08 9 0.0119 0.1008 0.209 0 0];发电机数据如下:% 发电机母线Xd Xd' Td0' Xq Xq' Tq0’Tj XfGe=[ 1 1 0.1460 0.0608 8.96 0.0969 0.0969 0 47.28 0.05762 2 0.8958 0.1198 6.00 0.8645 0.1969 0.535 12.80 0.06253 3 1.3125 0.1813 8.59 1.2578 0.2500 0.600 6.02 0.0585];三、仿真框图在仿真之前,首先,应明确仿真的所要到达的结果,即仿真目标:本此仿真的结果主要是得到发电机攻角、转速随时间变化的值,包括故障前、故障中、故障后。