AMESim/Matlab/Simulink是电液复合系统中优秀的设计仿真工具,借此可完成复杂系统的预装试验,优化算法,降本增效。
1、LMS Imagine.Lab AMESim:多学科领域的复杂系统建模与仿真平台
AMESim最早由法国Imagine公司于1995年推出,2007年被比利时LMS公司收购。LMS Imagine.Lab AMESim一多学科领域的复杂系统建模与仿真平台,2012年西门子以6.8亿欧元收购了比利时软件公司LMS International。
LMS Imagine.Lab AMESim(Advanced Modeling Environment for performing Simulation of engineering systems)为多学科领域复杂系统建模仿真平台。用户可以在这个单一平台上建立复杂的多学科领域的系统模型,并在此基础上进行仿真计算和深入分析,也可以在这个平台上研究任何元件或系统的稳态和动态性能。例如在燃油喷射、制动系统、动力传动、液压系统、机电系统和冷却系统中的应用。面向工程应用的定位使得AMESim成为在汽车、液压和航天航空工业研发部门的理想选择。
工程设计师完全可以应用集成的一整套AMESim应用库来设计一个系统,所有的这些来自不同物理领域的模型都是经过严格的测试和实验验证的。AMESim使得工程师迅速达到建模仿真的最终目标:分析和优化工程师的设计,从而帮助用户降低开发的成本和缩短开发的周期。LMS Imagine.Lab AMESim使得用户从繁琐的数学建模中解放出来从而专注于物理系统本身的设计。
LMS Imagine.Lab AMESim处于不断的快速发展中,现有的应用库有:机械库、信号控制库、液压库(包括管道模型)、液压元件设计库 (HCD)、动力传动库、液阻库、注油库 (如润滑系统)、气动库(包括管道模型)、电磁库、电机及驱动库、冷却系统库、热库、热液压库(包括管道模型)、热气动库、热液压元件设计库 (THCD)、二相库、空气调节系统库;作为在设计过程中的一个主要工具,AMESim还具有与其它软件包丰富的接口,例如Simulink®, Adams®, Simpack®, Flux2D®,RTLab® ,ETAS®, dSPACE®, iSIGHT®等。通过LMS Imagine.Lab AMESim用户可以从早期的开发阶段开始就能对智能的机电一体化系统的功能性能进行分析。由于专注于实际物理系统,LMS Imagine.Lab AMESim将工程师从数值仿真算法和耗时的编程中解放出来。每一个模型提供了最基本的 工程元件,这些元件可以组合起来,能够描述任何元件或系统功能。
2、MATLAB
MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合,意为矩阵工厂(矩阵实验室),软件主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式。
Matlab计算软件是美国MathWorks公司开发的用于概念设计、算法开发、数学建模、实时实现的理想的集成环境。Simulink是Matlab提供一个可用来动态系统进行建模、数值计算和分析的工具软件包。它提供了许多通用的数学模型解算算法,与Matlab相结合具有强大的结果分析和处理的功能。它支持线性和非线性、连续和离散或两种的混合、多采样率的系统。
3、Simulink
Simulink具有友好的界面,提倡将模型通过框图的形式表示出来,能实现可视化建模。用户通过单击和拖放鼠标就可以建立直观的数学模型,并进行数值计算,这是以前需要用编程语言明确地用公式表达微分方程的计算软件包所远远不能相比的。图形化的数学模型使得整个计算过程简单易懂,并可将最后得到的计算结果可视化的显示出来。
Simulink为用户提供了许多的线性和非线性模块,适合于液压系统普遍存在的非线性问题。并且用户可以定制或创建自己的模块,方便地实现扩展,使得系统的数学模型非常简便。 用Simulink可创建具有递阶结构的数学模型,用户可采用从上到下或从下到上的结构创建模型。用户可以从最高级开始观看模型,然后用鼠标双击其中的子模型系统模块,来查看其下一级的内容,以此类推,从而可以看到整个系统模型的细节,帮助用户理解模型的结构和各模块之间的相互关系。
典型的Simulink模型包括三种类型的元素:信号源模块、系统数值计算模块和显示输出模块。数值计算的执行包含两个步骤:初始化和执行数值计算。在数值计算开始时,Simulink首先对模型进行初始化,在所有的模块都初始化后,模块才进入数值计算循环。数值计算是使用数值迭代法计算结果,在一个数值计算循环中,首先按照排序所确定的次序计算每个模块的输出,然后再根据模块的当前时刻、输入和状态来决定状态的微分,得到微分向量后再传给求解器,求解器再计算下一个采样时间的状态向量,一旦新的状态向量计算完毕,将更新被采样的来源和接受模块。