工程系统高级建模和仿真环境介绍(Amesim)
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A M E S I M介绍第二章AMESim的应用方法2.1 AMESim简介AMESim表示系统工程高级建模和仿真平台(Advanced Modeling Environment for Simulations of engineering systems)。
它能够从元件设计出发,可以考虑摩擦、油液、和气体的本身特性、环境温度等非常难以建模的部分,直到组成部件和系统进行功能性能仿真和优化,并能够联合其他优秀软件进行联合仿真和优化,还可以考虑控制器在环构成闭环系统进行仿真,使设计出的产品完全满足实际应用环境的要求。
AMESim软件共由四个功能模块组成:AMESim、AMESet、AMECustom、AMERun,另外还有软件帮助模块AMEHelp。
其中,AMESim用于面向对象的系统建模、参数设置、仿真运行和结果分析,是该工具软件的主功能模块,主要工作模式为:按系统原理图建模一确定元件子模型一设定元件参数一仿真运行一结果观测和分析。
AMEest用于构建符合用户个人需求的元件子模型,主要通过两步进行:先设定子模型外部参数情况,系统自动生成元件代码框架,再通过用户的算法编程实现满足用户需要的元件,程序使用C或Fortnar77实现;AMECustom用于对软件提供的元件库中的元件进行改造,但不能深入到元件代码层次,只适用于元件的外部参数特性的改造;AMERun是提供给最终用户的只运行模块,最终用户可以修改模型的参数和仿真参数,执行稳态或动态仿真,输出结果图形和分析仿真结果,但不能够修改模型结构,不能够访问或修改元件代码等涉及技术敏感性的信息。
2.2AMESim的特点1.多学科的建模平台AMESim在统一的平台上实现了多学科领域的系统工程的建模和仿真,模型库丰富,涵盖了机械、液压、控制、液压管路、液压元件设计、液压阻力、气动、热流体、冷却、动力传动等领域,且采用易于识别的标准ISO图标和简单直观的多端口框图,方便用户建立复杂系统及用户所需的特定应用实例。
第一章引言本章将介绍AMESim 家族产品和AMESim 4.2的新特征。
AMESim 是什么? AMESim 怎么用? 如何使用文件组?在线帮助的组织结构。
AMESim 4 软件包。
AMESim 4.2的新特征1.1 AMESim是什么?AMESim 表示工程系统仿真高级建模环境(A dvanced M odeling E nvironment for performing Sim ulations of engineering systems). 基于直接图形接口,在整个仿真过程中系统可以显示在环境中。
AMESim 使用图标符号代表各种系统的元件,这些图标符号要么是国际标准组织如工程领域的ISO 为液压元部件确定的标准符号,或为控制系统确定的方块图符号,或者当不存在这样的标准符号时可以为该系统给出一个容易接受的非标准图形特征。
.Figure 1.1: AMESim 中使用符号Figure 1.1 所示为使用标准液压,机械和控制符号表达的一个工程系统。
Figure 1.2所示为使用了非标准图形特征的汽车制动系统。
Figure 1.2: 汽车制动系统的符号1.2 如何使用AMESim?使用AMESim 你可以通过在绘图区添加符号或图标搭建工程系统草图,搭建完草图后,可按如步骤进行系统仿真:• 图标元件的数学描述• 设定元件的特征• 初始化仿真运行• 绘图显示系统运行状况Figure 1.3 所示为从HCD 符号构建的一个三柱塞径向液压泵详细模型。
箭头用来表示液流方向。
Figure 1.3: 从HCD 符号构建的一个三柱塞径向液压泵大多数自动化系统都可按上述步骤执行,在每一步都可以看到系统草图。
接口现在的联系是为了提供软件间的接口使它们能够联合工作,以便你能够获得每个软件的最佳特征。
标准AMESim 软件包提供了与MATLAB . 的接口。
这使你有权使用控制器设计,优化工具和功率谱分析等。
还有其它一些接口可用,AMESim 最新接口信息请参见1.6.6节接口。
第一章引言本章将介绍AMESim 家族产品和AMESim 4.2 的新特征。
AMESim 是什么? AMESim 怎么用? 如何使用文件组?在线帮助的组织结构。
AMESim 4 软件包。
AMESim 4.2 的新特征1.1 AMESim 是什么?AMESim表示工程系统仿真高级建模环境(A dvanced M odeling E nvironment for performing Sim ulations of engineering systems). 基于直接图形接口,在整个仿真过程中系统可以显示在环境中。
AMESim 使用图标符号代表各种系统的元件,这些图标符号要么是国际标准组织如工程领域的ISO为液压元部件确定的标准符号,或为控制系统确定的方块图符号,或者当不存在这样的标准符号时可以为该系统给出一个容易接受的非标准图形特征。
. Figure 1.1: AMESim 中使用符号Figure 1.1 所示为使用标准液压,机械和控制符号表达的一个工程系统。
Figure 1.2所示为使用了非标准图形特征的汽车制动系统。
Figure 1.2: 汽车制动系统的符号1.2 如何使用AMESim?使用AMESim 你可以通过在绘图区添加符号或图标搭建工程系统草图,搭建完草图后,可按如步骤进行系统仿真:• 图标元件的数学描述• 设定元件的特征• 初始化仿真运行• 绘图显示系统运行状况Figure 1.3 所示为从HCD符号构建的一个三柱塞径向液压泵详细模型。
箭头用来表示液流方向。
Figure 1.3: 从HCD符号构建的一个三柱塞径向液压泵大多数自动化系统都可按上述步骤执行,在每一步都可以看到系统草图。
接口现在的联系是为了提供软件间的接口使它们能够联合工作,以便你能够获得每个软件的最佳特征。
标准AMESim软件包提供了与MATLAB.的借口。
这使你有权使用控制器设计,优化工具和功率谱分析等。
还有其它一些接口可用,AMESim 最新接口信息请参见1.6.6节接口。
第一章引言本章将介绍AMESim 家族产品和AMESim 4.2的新特征。
AMESim是什么? AMESim 怎么用? 如何使用文件组?在线帮助的组织结构。
AMESim 4 软件包。
AMESim 4.2的新特征1.1 AMESim是什么?AMESim表示工程系统仿真高级建模环境(A dvanced M odeling E nvironment for performing Sim ulations of engineering systems).基于直接图形接口,在整个仿真过程中系统可以显示在环境中。
AMESim 使用图标符号代表各种系统的元件,这些图标符号要么是国际标准组织如工程领域的ISO为液压元部件确定的标准符号,或为控制系统确定的方块图符号,或者当不存在这样的标准符号时可以为该系统给出一个容易接受的非标准图形特征。
.Figure 1.1: AMESim中使用符号Figure 1.1 所示为使用标准液压,机械和控制符号表达的一个工程系统。
Figure 1.2所示为使用了非标准图形特征的汽车制动系统。
Figure 1.2: 汽车制动系统的符号1.2 如何使用AMESim?使用AMESim你可以通过在绘图区添加符号或图标搭建工程系统草图,搭建完草图后,可按如步骤进行系统仿真:•图标元件的数学描述• 设定元件的特征• 初始化仿真运行• 绘图显示系统运行状况Figure 1.3 所示为从HCD符号构建的一个三柱塞径向液压泵详细模型。
箭头用来表示液流方向。
Figure 1.3: 从HCD符号构建的一个三柱塞径向液压泵大多数自动化系统都可按上述步骤执行,在每一步都可以看到系统草图。
接口现在的联系是为了提供软件间的接口使它们能够联合工作,以便你能够获得每个软件的最佳特征。
标准AMESim软件包提供了与MATLAB.的接口。
这使你有权使用控制器设计,优化工具和功率谱分析等。
还有其它一些接口可用,AMESim 最新接口信息请参见1.6.6节接口。
使用AMESIM进行控制策略仿真验证AMESim(Advanced Modeling Environment for Simulation of Systems)是由法国LMS公司开发的一款多领域系统级建模和仿真软件。
它可以用于对各种复杂系统进行建模和仿真,包括机械、电子、液压、气动和热力系统等。
控制策略仿真验证是通过建立系统的数学模型,将控制策略应用于模型,并对其进行仿真来验证控制策略的有效性和稳定性。
AMESim可以帮助工程师在设计阶段就对控制策略进行仿真验证,从而避免实际系统构建后的不可预见问题,节约成本和减少时间。
1. 建立仿真模型:根据实际系统的物理特性和结构,使用AMESim进行系统的建模。
通过选择合适的组件和连接它们,可以构建机械、电子、液压或热力系统等的模型。
2. 定义控制策略:根据系统的需求和设计要求,选择合适的控制策略。
控制策略可以是PID控制、模糊控制、最优控制等。
根据控制策略的要求,在AMEsim模型中添加控制算法和控制器。
3.设置仿真参数:定义仿真的时间步长、仿真时间和仿真环境的初始条件。
根据具体的仿真要求和需求,设置合适的参数。
4. 运行仿真:通过点击仿真按钮,启动仿真。
AMESim会先根据系统的初始条件进行仿真,并记录下系统在仿真过程中的各种数据。
5.仿真结果分析:一旦仿真完成,可以通过查看仿真结果来分析系统的性能和响应。
可以绘制系统输出变量的曲线图,比较仿真结果与设计要求的差异。
1. 准确性:AMESim采用基于物理和数学原理的建模方法,可以高度精确地描述和模拟实际系统的行为。
通过对仿真结果的分析,可以准确地评估控制策略的性能。
2. 灵活性:AMESim提供了丰富的组件库,可以灵活地构建各种系统的仿真模型。
无论是机械、电子、液压还是热力系统,都可以在AMESim中进行建模和仿真。
3.时间和成本的节省:通过在设计阶段进行仿真验证,可以减少实际系统搭建和调试的时间和成本。
1.AMESim是什么? 2.AMESim 建模步骤? 3.AMESim接口4.AMESim标准库5.AMESim软件包6.AMESim参数和变量观察7.AMESim建模(调用已有模型,讲解各元件及相互间联系)1.AMESim是什么?AMESim表示工程系统仿真高级建模环境(A dvanced M odeling E nvironment for performing Sim ulations of engineering systems).基于直接图形接口,在整个仿真过程中草图系统可以显示在环境中。
AMESim 使用图标符号代表各种系统的元件,这些图标符号要么是国际标准组织(如工程领域的ISO为液压元部件)确定的标准符号、控制系统确定的方块图符号,或者当不存在这样的标准符号时可以为该系统给出一个容易接受的非标准图形特征。
Figure 1.1: AMESim中使用符号(标准液压,机械和控制符号表达的一个工程系统)Figure 1.2: 汽车制动系统的符号(非标准图形特征)2.如何使用AMESim?可按如步骤进行系统建模仿真:• sketch mode (草图模式)----从不同的应用库中选取现存的图形• submodel mode (子模型模式)----为每个图形选择子模型(即给定合适的数学模型假设)• parameter mode (参数设置模式)----每个图形模型设置特定的参数• simulation mode (仿真模式)----运行仿真并分析仿真结果大多数自动化系统都可按上述步骤执行,在每一步都可以看到系统草图。
3.接口与脚本you have the possibility of interfacing with Matlab/Simulink to test the Electronic Control Unit (ECU) of the complete gearbox and have the complete simulation platform for the conception of every kind of gearboxes3.1接口3.2 脚本4.标准库标准库提供了控制和机械图标,子模型允许你完成大量工程系统的动态仿真。
系统建模和仿真的标准平台AMESim作者:世冠工程(北京)有限公司在汽车设计、生产和制造过程中,基于有限元技术的虚拟样机代替物理样机试验已经得到了广泛的应用,在提高产品质量、降低研发费用以及缩短投放市场时间等方面起到了显著的作用。
AMESim作为多学科领域复杂系统高级建模和仿真主流平台,具有车辆工程所涉及的各个学科领域的基础模型库:控制、机械、液压、气动、电、磁以及热。
此外AMESim 还具有与车辆各大系统直接对应的专用模型库:发动机冷却库、发动机排放库、整车性能分析库、发动机库以及空气调节库等。
这些基础库加上专用库保证了AMESim可以针对汽车组成(发动机、底盘等)的各大系统分别实现它们各自的仿真,同时平台级的建模与仿真环境又可以灵活地把各大系统的模型直接连接起来,实现整车系统的仿真,从而有效地缩短开发周期、降低新品研发成本。
汽车系统的主要组成部分发动机系统1、气门组系动态性能AMESim可以设计和优化气门升程控制技术,诸如:□ 机械配气机构(双顶置凸轮轴DOHC、摇臂、摇臂滚轮、从动件、气门挺柱等);□ 可变定时气门机构以及凸轮相位调整;□ 机械式可变气门机构(MVT)、电子可变气门机构(EMVT)以及电液可变气门机构(EHVT)。
AMESim还可以解决下述问题:进排气气门控制问题、系统尺寸的确定、驱动机构以及缸内压力的影响、凸轮型线的优化、液压挺柱相对位移的分析、气门关闭时的制动设计、最大升程处的颤振、机械系统以及和液压系统耦合作用引起的气门升程的差别研究、冷起动时气蚀的研究等。
2、燃油喷射AMESim可以设计和优化燃油喷射系统,包括:□ 汽油、柴油及其可变燃料:二甲醚(DME)、液化石油气(LPG)和压缩天然气(CNG);□ 低压和高压燃油喷射系统;□ 非直喷/直喷、共轨泵喷嘴以及直列泵;□ 电磁、压电电液阀以及机械驱动。
AMESim可以解决下述典型问题:共轨压力波动的缓冲、喷油量偏差的降低、新控制策略的开发、喷油器性能的提高、冷起动时气蚀的研究、预喷/主喷/尾喷分析等。