在复杂系统工程中,通常包含电机学、电磁学、热力学,控制论等诸多学科,同时复杂的产品的设计通常都具有研制时间长、耗资巨大等特点,因此在产品设计施工时都需要利用多领域联合仿真和优化设计的方法对复杂产品的性能进行有效的开发与评估,达到降低产品设计的成本、缩短产品设计的研发时间的目的。
SimulationX是德国ITI公司在1993年推出的工程建模和多学科联合仿真软件,其主要应用的领域是工业中的传动和控制领域,经过几十年的发展和经验积累,其在汽车工业、船舶工业、能源工业、航空航天等领域都有广泛的应用。SimulationX主要有以下特点:
SimulationX能在统一的仿真平台上实现多学科领域的数学物理建模和联合仿真分析,包含了多种不同领域的模型专用库,主要有机械库、电学库、动力传动库、机电库、磁库、控制库、液力库、热力学库、气动力学库、专用库接口等等。
SimulationX具有一个标准化的二次开发平台TypeDesigner,操作用户不仅可以修改标准库中的模型的参数,还能够利用Modelica语言搭建自己设计的新模型,更重要的是用户还可以利用图形化模块的方法将C语言模型集成到SimulationX的模型库中,丰富SimulationX的模型专用库,并扩展SimulationX的功能。
SimulationX具有三种建模方式:基于物理对象的建模方式、基于信号的建模方式、基于方程和算法的建模方式,操作用户可以根据自己的喜好选择建模方式。三种建模方式如下图所示:
基于物理对象的建模方式 基于信号的建模方式 基于方程和算法的建模方式基于物理对象的建模方式用于表达系统的物理行为,这种方法几乎可以应用到所有物理领域,物理模型有不同的元件组成,元件之间通过相应的节点连接起来,而节点中包含很多描述物理关系的势量和流量。基于信号的建模方式适用于控制系统的建模,这种方式构建的模型由各种信号处理单元组成,信号流在其中传递,因此具有非常明确的因果关系,值得一提的是SimulationX提供了不同领域的传感器和执行器使得物理模型和信号模型能够连接起来。基于方程和算法的建模方式是以代数方程组和微分方程组的形式来描述系统的物理关系,SimulationX通过集成Modelica语言来实现这种建模方式。
SimulationX是一个开放的建模仿真平台,因此其提供了很多软件接口,方便多源异构模型的联合仿真。其中包括控制软件接口、优化软件接口、数据处理接口、实时仿真软件接口,3D软件接口等等。
方式一 点击file选择new新建一个文件,在新建文件model1处点击右键选择new text view,得到如下图所示的界面: 在model1*.2这里即可编写Modelica程序并保存
方式二 在左侧功能栏的库内选择SimulationX点击右键选择new建立一个model,导出typedesigner,如下图所示: 依次完成general、connectors、base type、component、local types、imports、activitygroups和behavior即可完成建模。 如果对modelica非常熟悉,可以直接点击modelica code,进行对模型进行编程,如下图所示: 模型建完之后可以直接将该模型拖拽到文件中进行仿真。
