多学科领域建模仿真平台SimulationX

GC_Helen

一、概述
　　1.多学科领域建模仿真平台
　　SimulationX在统一的平台上实现了多学科领域系统工程的建模和仿真，包括机械、液压、气动、热、电和磁等物理领域， 可用于航空航天的机-电-液-气系统设计、机器人及控制系统优化、发动机和车辆各系统以及电磁液驱动机构的设计等。不同领 域的模块之间直观的物理连接方式，使得SimulationX成为多学科领域系统工程建模和仿真的理想环境，如图1所示。

　　2.多学科领域技术应用支持
　　通过20余年专业知识的累积与发展，SimulationX在车辆、航空航天、船舶、工程机械、精密机械、石油和能源等诸多工业领域都有着完善的解决方案以及大量的成功应用案例。
　　世冠公司作为多学科领域系统仿真的技术供应商，由外籍技术专家Lionel Belmon带领的、以博士生为主体的技术支持团队是广大中国用户的坚实后盾。世冠公司不仅为用户提供了多场次、多学科、多层次的专题系统仿真技术研讨会，更是在多年的项目实践过程中为用户的工程项目提供了强有力的技术保障。
　　二、五大优势
　　1.SimulationX是一个基于Modelica的开放平台
　　在SimulationX中能够调用Modelica标准库，为基本库提供了开源的模型。正因为SimulationX基于Modelica，所以针对用户需求进行二次开发就变得非常容易，用户可以将自己的方程纳入到模型中去。
　　此外，SimulationX提供了很多工具，允许用户设置参数、变量和模型，来开发新的元件。例如Typdesigner，其Fluiddesigner(流体设计)能够帮助用户建立新的流体模型，如新的油和制冷剂等。
　　2.SimulationX具有强大的3D多体功能
　　SimulationX提供了能够从CAD文件导入装配关系的3D多体库。液压或电机等动力源可以直接跟3D的机械结构连接在一起，用于研究完整的动作执行过程。这就比使用一个多体软件进行共仿真(比如ADAMS)的效率高很多，如图2~图4所示。

　　3.SimulationX提供了C代码输出功能
　　用户可以对输出的C代码进行修订和编译，C代码可以自由使用且不受License的限制。例如，可以输出C代码的simulinkS函数，该函数能在多个部门自由使用并发往其他部门或单位。这种C代码输出功能对于实时(real-time)应用来说也是非常便利的，因为这些C代码能够方便地进行编译并且集成到不同的实时平台上。而通常其他的软件不能支持模型输出，必须要求一个License来运行模型。也就是说，模型无法脱离软件本身被使用。
　　C代码输出：支持源代码输出，通过S-function实现和Matlab接口;支持源代码输出，实现和SIMPACK接口;支持源代码输出，实现和OPC-Client接口;支持源代码输出到SCARLE/RT(ProSys-RT4.x);支持源代码输出到dSPACE、NI LabVIEW和NI VeriStand，如图5所示。

　　4.SimulationX具有内置的可靠性分析功能
　　SimulationX提供了一种特殊的系统可靠性工具，可以用于研究设计的安全性。基于集成的可靠性分析功能，更是让SimulationX对安全性设计的支持达到了一个新的高度。
　　5.SimulationX提供了智能模型
　　SimulationX以对象为导向的专用库，使其更加简单易学、更便于组合和更易于维护和扩展。例如，SimulationX能够用液压库同样的模型进行热分析。在SimulationX中，有一个参数被激活后，模型就能用于“热-液压”分析，用户无需为热分析建立一个全新的模型。
　　SimulationX的信号库还可以做流程图State chart(State flow)，与Simulink中的流程图功能一样出色。
　　三、基本模块和功能
　　SimulationX软件按学科库对模块进行划分，其模块如下。
　　1.建模和仿真平台
　　建模和仿真平台功能包括：TypeDesigner(基于Modelica的编译器)，用户可以用其进行高级开发，可自定义超级模块，使库模型个性化，包括用户模型的加密、封装等;COM接口;打印引擎;时域瞬态仿真;频域稳态仿真。
　　2.专用库
　　(1) 机械库包括：一维转动分析;一维平动分析;与ANSYS的接口基于模态分析，如图6所示。

　　机械库中还设有多体动力库，包括三维物体的导入和3D动画子库、杆梁弹性体、接触模块和输入接口等，如图7、图8所示。

　　(2)电学库包括：电阻、电容和电感;电源、开关;二极管、晶体管和场效应管;运算放大器，如图9~图11所示。

　　(3)动力传动库，包括发动机、各种联接和离合器、变速箱、行星轮、精细发动机、换档器和同步器，如图12所示。

　　(4)机电库，包括步进电机、直流电机以及交流电机(同步、异步等)，如图13所示。

　　(5)磁库，包括磁阻、变压器和涡流，如图14~图16所示。

　　(6)信号(控制)库，包括普通信号、信号源、线性信号、非线性信号、时间离散信号、特殊信号和开关。
　　(7)流体库包括：流体库I(基本元素);流体库II(如典型液压元件、液压回路、控制阀和液压管路等);流体库IIl(如复杂液压元件、液压回路、控制阀和液压管路等);新流体定义;气体库I(各种气体);气体库II(气体和混合气);新气体定义;混合气体定义，如图17所示。

　　(8)热力学库，主要用于润滑系统、冷却系统和液压网络中的热交换分析，包括：热力流体I(单相：流体+气体)、热力流体IIa(两相流系统的分析)、热力流体IIb(两相流系统的分析)以及热力流体IIl(理想混合流系统的分析)，如图18、图19所示。

　　(9)海洋工程库，包括海洋液压及管道分析，如图20所示。

　　(10)专用库接口，支持：实现模型代码输出;实现模型代码输入;直接生成实时代码;通过Simulink/RTW生成实时代码， 如图21所示。

　　联合仿真接口：MSC.Adams、SIMPACK、MATLAB/Simulink、FLUENT和CADmould。优化接口：i - Sight、modeFRONTIER和OptiY。模型输入接口：ANSYS、SiL。CAD 模型输入接口：PTC Pro/ENGINEER、Autodesk Inventor和Open STL- Import。代码模型输出接口：C-Code(HiL、CAx)。仿真管理接口：通用COM接口、数据库接口、集成的宏语言和Script-Editor。
四、解决方案
1..航空、航天解决方案
　　(1)航空，如图30所示。

　　①燃调系统：喷油控制;各种活门设计;压力和流量控制;油耗和排放系统，如图31所示。

　　②发动机：全权限数字式电子控制系统(FADEC);涡轮机;冷却系统;滑油系统;推力反向器。
　　③环控系统：引气系统;防/除冰系统;飞机氧气系统;座舱空气调节系统。
　　④救生系统：氧气罩;分离器;弹射座椅;应急出口。
　　⑤控制系统：系统集成;飞行控制系统;飞行操纵系统(EMA、EHA);泵、马达、伺服阀和DDV。
　　⑥起落架：起落架收放系统;起落架缓冲装置;起落架转弯系统;起落架刹车系统;虚拟落震实验，如图32所示

　　(2)航天，如图33、图34所示。

　　①运载火箭：发动机转向控制驱动;结构和作动器动态耦合;振动分析。
　　②火箭发动机：燃烧分析;矢量喷嘴;推力矢量控制器; 液体火箭推进系统;火箭发动机瞬态控制规律。

http://blog.sina.com.cn/s/blog_79d34cbd0100ta2e.html

welldone

用过！！！

wtbding

我也用过，SimulationX 这个软件是基于Modelica的语言开发的，操作起来比较方便。