第6章 超级元件工具
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第6章 超级元件工具
6.1 引言
当一个模型变得越来越大时，在AMESim中查找一个特殊的组件或者作一次全系统得
快速浏览变得越来越困难。
超级元件工具解决了这些问题。它的原理是选择一组元件，然后将它们“压缩－打
包”成一个图标。对所有的库来说，使用超级元件法是非常有优势的。
生成一个超级元件的基本步骤如下所示：
l 使用AMESim标准元件或者特殊的库元件来生成一个框图，我们称其为单层或者
平面系统。
l 对其进行彻底地试验。
l 选择模型中需要生成超级元件的部分。
l 声明其为一个超级元件。
l 将其与一个标准的或用户自定义的图标联系起来。
l 定义这个图标的端口。
l 对这个超级元件进行命名，其中包括一个简单的描述和详细的描述。
l 将其作为一个正常的AMESim元件来使用。
下面我们将通过一个简单的例子来开始超级元件工具的使用。我们希望你能自己完
成这个例子。
6.2 使用标准图标来构造PID控制器的超级元件
目的：
l 描述生成一个超级元件的全过程
l 使用现存目录中的已有图标来存储超级元件
如下的系统使用的是控制库中的PID控制器。它演示了一个质量块的位置控制。利
用一个二阶滞后环节来建立作用在质量块上的执行机构(电气的、液压的、气动的…)的
力学模型。
6.2.1 平面系统和包含超级元件系统的比较
第1步：生成一个控制环
1、构造一个如图6.1所示的模型。
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图6.1 2、当你已经进入子模型模式下后，使用Premier submodel按钮。
3、在参数模式下，按下表所示设置参数。 子模型 在图中的序号
（如果有） 名称 数值
第一阶段的起始输出(null) 1
第一阶段的终止输出(null) 1
第一阶段的持续时间(s) 20
第二阶段的起始输出(null) 0.4 UD00 1
第二阶段的终止输出(null) 0.4
比例系数(null) 30 PID000 积分系数(null) 10
LAG2 阻尼比(null) 0.7
端口1位移(m) 0.6
质量(kg) 10
粘滞摩擦系数(N/(m/s)) 10 MAS004
倾角(+90：端口1在最低点,
-90：端口1在最高点)(度) 0
第一阶段的持续时间(s) 50
第二阶段的起始输出(null) 5 UD00 2
第二阶段的终止输出(null) 5
4、现在你可以运行一个终止时间为80s的仿真，并且画出跟随系统输入的质量块位
移曲线，如图6.2所示。
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图6.2 注意质量块的位置是如何去跟踪给定值的。
第2步：创建如下的平面系统
你可以通过在相同的窗口下复制/粘贴前一个系统来完成这个模型，它们是完全等价
的。如图6.3所示。
图6.3 1、构造这个系统，使用Premier submodel按钮，并且设置如下参数。 子模型 在图中的序号
（如果有） 名称 数值
GA00 1 增益值(null) 30
INT0 增益值(null) 10
GA00 2 增益值(null) 0
2、这两种情况下，仿真结果都如图6.2所示。
6.2.2 创建一个超级元件
引言
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 从图6.3所示的系统中，你可以构造一个你自己的超级元件，并且将它和在图6.1
中所用到的信号库中的PID图标联系起来。如图6.4所示。
图6.4
这样，它将被以下的图标所代替： 以上两种情况下，都会打开辅助系统对话框。检查所示的辅助系统是否正确，如果
不对，那么就立即关闭这个对话框，并重复以上过程。
第2步：从辅助系统中创建一个超级元件
通过如图6.5所示的辅助系统对话框中的图标,可以： l 选择一个合适的图标
l 设置超级元件的端口
l 设置超级元件的名称
l 设置超级元件的简单和详细描述
1、点击Select an icon按钮，得到一个图标选择对话框。
在AMESim下可以浏览所有的库，各库内包含了图标列表。这些图标都含有两个
端口，并且都与我们要创建的超级元件兼容。请注意其中的信号，控制和观测器
（Signal,Control and Observers）库，打开它将会找到我们所需要的图标。
图6.6 注意其中的New Comp icon和New Category按钮。它们将被用来创建你自己的图标
(具体参见6.5节 使用你自己的图标来创建PID控制器的超级元件)。
2、找到并选择本章第一个例子(图6.1)中所使用的PID图标。
这个包含端口号的图标将被添加到对话框中。
3、按以下步骤完成这个超级元件的创建。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn(1)填写超级元件的名称。
例如，SCPID5。
命名规则如下：
l 字符数为4～24个
l 所有的字符必须为字母或数字
l 第一个字符必须为字母
l AMESim将自动把小写字母转换为大写字母
l 名称必须是唯一的
l 如果你设置的名称包含至少一个数字，且这个数字不小于5，那么你的名称
就不会跟AMESim中提供的任何子模型相冲突。
(2)定义超级元件的端口
超级元件图标的端口和辅助系统之间必须进行通讯。
图6.7
当端口未被定义时，将会灰度显示为一个“?” 。
(3)点击每一个未被定义的端口，并在生成的下拉菜单中选择一个端口号。
(4)填写超级元件的简单描述。
这个操作是可选的，但是我们建议你进行填写，特别是当你所建立的超级元件在几
个不同的系统中使用时。
(5)点击Full Description按钮，在模板上填写超级元件的详细描述。
这个操作也是可选的，但是我们建议你进行填写。
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图6.8 注：当你创建一个超级元件后，通过Edit basics工具，可以非常方便地修改图标、
简单描述和详细描述。
(6)点击Save按钮。
将会出现一个文件浏览器。
(7)指出文件submodels.index的当前路径。
通过文件浏览器，你可以指定你的超级元件的存储路径：
图6.9 (8)选择这个路径并且点击OK按钮。
现在，你的超级元件已经生成并可以使用了。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 接下来将说明如何使用一个超级元件。
6.3 超级元件工具
6.3.1 用超级元件来替换一个子模型
当超级元件跟一个图标联系起来以后，你可以通过在子模型模式下点击这个图标来
使用它：你会发现超级元件的名称将会出现在子模型的列表框中。图6.10所示为点击
我们前面所建立的PID图标后所出现的列表框。
图6.10 你可以选择这个你新建的超级元件来代替前面的PID子模型：
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn图6.11 6.3.2 展开一个超级元件
在一个子模型列表对话框中，当选中一个超级元件后，将激活在图6.10中显示为灰
度的Explore按钮。如果你点击这个按钮，那么这个超级元件的内容将会被显示出来：
图6.12 通过展开超级元件对话框，组成超级元件的各个元件将会显示出来，而且它和展开
的超级元件是相关的。
6.3.3 更改一个超级元件的参数
首先你需要切换到参数模式下，然后通过点击PID超级元件得到展开超级元件对话
框。
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图6.13 在展开的超级元件中，你可以通过选择其中一个元件来检查和修改其相关参数的值。
6.3.4 绘制一个超级元件的变量曲线
在运行模式下，使用前面提到的相同的原则：当超级元件被展开以后，你可以通过
点击其中的一个组成元件来得到相应的变量列表。然后，变量可以被选择并进行正常的
曲线绘制。
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图6.14 通过单步运行原模型的仿真，对比可以发现使用超级元件时结果是完全一样的。
6.4 管理超级元件
不同类型的超级元件
有三种不同类型的超级元件：
1、一般的通用超级元件；
2、包括全局参数的通用超级元件；
3、用户化的超级元件。
通用超级元件
在AMESim中总是生成这种超级元件。你总是可以展开一个通用超级元件。为了消隐
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn它的组成元件，唯一的方法就是使用全局参数。如果你使用了全局参数，那么当你在参
数模式下点击一个通用超级元件后，你会发现有些特征被改变了： l 如果没有使用全局参数，则通用超级元件中的内容会被立即显示出来
l 如果使用了全局参数，则通用超级元件中的内容将在一个改变参数对话框中显
示出来。而且这些内容可以在一种正常的方式下被改变。你还可以通过点击
Explore按钮来展开这个通用超级元件中的内容。
当你点击这个通用超级元件中的任何一个组成元件时，你将得到一个新的改变
参数对话框，但是任何一个被定义为超级元件全局参数的参数都是被隐藏的。
用户化的超级元件
这种超级元件必须通过使用AMECustom来生成。当在AMESim中使用时，跟使用子模
型元件类似。
为了展开一个用户化的超级元件，你必须使用AMECustom。甚至你还不得不提供一
个口令。使用用户化的超级元件的想法是设计者可以用来决定什么东西是可见的和什么
东西是消隐的。设计者消隐某些东西，出于以下两个原因：
1、一些详细的配置和参数值，可能会有一些涉及商业保密的信息；
2、隐藏细节的东西可以使得超级元件使用起来更加简单。
或许你已经在不知道的情况下用过了一些用户化的超级元件了。因为在AMESim的库
中有一些就是用户化的通用超级元件。
你可以参阅AMECustom手册来对用户化的超级元件进行更多的了解。
多层次的超级元件
正如本章前面所提到的，可以通过将各种不同的标准元件连在一起来生成一个超级
元件。同时，你也可以使用其它的超级元件来生成一个新的超级元件。这种情况下，它
被称作多层次超级元件，可以既包括标准元件，又包括任何类型的其它超级元件。一个
多层次超级元件的例子如下图所示。
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