基于MWorks与Simulink的联合仿真

针对多领域统一建模和仿真问题,介绍模型耦合、求解器耦合和进程耦合等3种联合仿真途径,从模型的数学原理和软件架构方面研究多领域建模仿真平台MWorks与MATLAB/Simulink之间基于模型耦合的联合仿真,并基于Simulink的S-function和MWorks的COM实现两个建模仿真软件之间的联合仿真.多领域模型实例证明该联合仿真软件有效,可拓展Simulink的应用范围.     

多领域建模仿真方法综述

多领域建模仿真是解决复杂产品设计过程的有效手段,当前多领域建模仿真有基于接口的多领域建模仿真,基于高层体系结构的多领域建模仿真和基于统一建模语言的多领域建模仿真三种模式。综述了这三种仿真模式的实施方法、应用以及优缺点。通过比较,认为基于统一建模语言的多领域建模仿真模式有更大的发展潜力。     

支持Modelica模型的半物理仿真系统设计及关键技术

针对当前基于MATLAB/SIMULINK的半物理仿真（Hardware in Loop Simulation,HILS）系统中不支持多领域建模、联合仿真模型转换过程复杂且存在误差等问题,提出基于Modelica和建模仿真软件MWorks进行HILS的方法,分析其所涉及的建模方法、实时仿真接口和代码生成等关键技术,并以此为基础构建支持Modelica模型的HILS.以前起落架转向系统和起落架收放系统为应用实例,建立HILS平台,对该方法进行验证.仿真结果表明该方法可行,结果可信度高.     

基于元模型的协同建模模型组装与更新方法

随着软件规模日益增大,软件复杂度不断提高,飞机、轮船等大型系统的设计与开发往往是由多个不同专业领域、具有不同职能的团队相互协同完成的.针对协同建模中局部模型之间缺失信息所导致的模型不完整问题和更新操作之间发生冲突所导致的模型不一致问题,文中首先提出了一种基于元模型的协同建模模型组装与更新方法(Model Combination and Update,MCAU),该方法在元模型上定义了协同关系与更新操作,可在协同建模过程中保证模型的完整性与一致性,并通过一个实例对所提方法进行了应用与分析.其次,文中还提出了一种基于模型驱动的软件协同建模框架(Software Collaborative Modeling Framework,SCMF),该框架可有效支持多种建模语言的扩展.最后,基于Eclipse框架开发了软件协同建模原型系统CorMo-del,并通过相关实验进一步验证了MCAU方法的有效性.     

基于Modelica的多领域建模与联合仿真

为实现多领域建模仿真环境与其他仿真环境的联合仿真,提出基于Modelica多领域建模的联合仿真方案.该方案基于Modelica多领域模型的连接机制,通过Modelica模型与Simulink模块的转换机理,实现在S-Function联合仿真框架下的联合仿真.基于Modelica的多领域物理系统建模仿真工具MWorks与...     

基于ADAMS与Simulink的协同仿真技术及应用

基于多学科协同建模与协同仿真的虚拟样机技术，已经成为现代复杂产品设计的一个重要手段，文中主要对ADAMS与Simulink之间的协同仿真技术进行介绍。通过分析协同仿真实现方式和两者提供的外部接口，探讨了ADAMS与Simulink进行协同仿真的若干种方法，实现了两者在单机环境和网络环境下的交互式协同仿真，并以一个五自由度转台的控制器设计为例，验证了这些协同仿真方法的可行性和实用性。支持网络环境下的远程协同仿真技术为跨区域的多领域部门之间进行产品协同设计提供了便利，是工程仿真软件发展的一个重要方面。     

基于多学科协同的某锁机构系统故障仿真

为解决机电液耦合的复杂运动机构系统的故障仿真问题,提出一种基于多学科软件协同的故障仿真分析方法.通过软件接口建立机构系统基于多学科协同的仿真模型.将相关故障模式影响因素注入机构系统仿真模型,仿真分析其对系统参数的影响.某锁机构系统的上锁故障仿真分析表明,该方法对工程实际复杂运动机构系统有效可行.该故障仿真方法有助于提高机械产品可靠性,也可为复杂机械系统的故障机理分析、故障诊断和维修等提供数据支持。     

面向领域驱动设计的逆向建模支持方法

领域驱动设计作为一种应对领域复杂性的软件开发方法,近年来得到了广泛应用.作为其中的关键步骤,领域建模仍然面临着领域模型与程序设计之间松散的逻辑关系带来的种种问题.为了应对此问题,基于模型驱动的逆向工程,提出了一种面向领域驱动设计的代码到模型的转换方法,以更好地支持领域建模,并实现了自动化工具原型.该方法能够实时抽象出程序设计对应的领域模型,一方面有助于通过对比程序设计与领域模型的分歧来避免设计偏离模型,另一方面减少了知识消化过程中对代码实现细节的依赖,从而促进了程序设计对建模过程的反馈.案例研究部分将该方法应用于实际软件项目,结果充分表明了其有效性.     

武器装备论证的柔性仿真建模研究

论证仿真是支持武器装备论证的重要方法和关键技术之一,如何克服领域建模仿真系统之间互操作性的缺乏,使一些模型和专业化程度高的仿真工具,在多领域、全过程协作和资源共享成为可能是装备论证工作的一项重要工作。分析了武器装备论证问题及其建模仿真方法的特点,将混合异构层次化建模思想应用到装备论证仿真建模过程当中,较好地反映了论证系统全面和多层次结构的性质。并给出了一种基于图形过程的组合模型生成建模方法,为武器装备论证这类复杂系统的仿真建模问题提供了一次有益的尝试。同时说明了这样一个结论:改进和扩展单一的建模技术、走复合建模技术的道路,是解决大规模复杂系统建模问题的有效途径。     

基于MapleSim的六自由度柔性机械臂动力学仿真

柔性机械臂是一个复杂的机电一体化系统,涉及到多个物理领域。传统柔性结构建模一直存在建模复杂、模型不易扩展、运行速度慢等缺点,而且难以实现多领域建模,忽略了不同物理领域相互作用给整体系统所造成的影响。为了提高建模效率和仿真准确度,采用MapleSim多领域建模仿真平台,建立了六自由度柔性机械臂模型,包括柔性臂杆、关节、伺服驱动系统、传感器等。基于模型,从多领域的角度研究了柔性机械臂的动力学特性。该方法建模工作量小,所建模型易修改。仿真结果表明了该方法的有效性。     

一种航电系统接口软件的架构设计

在机载雷达系统研制过程中多采用半实物仿真验证雷达功能,通常由航电系统在半实物仿真平台与雷达系统之间完成数据的传输交互.为了适用于不同型号的雷达系统,在半实物仿真平台与航电系统之间需要一个接口适配环节.基于上述需求设计了一种航电系统接口软件,通过采用层次化和模块化的开发模式和接口配置、协议配置、流程配置等方法,实现了半实物仿真平台与航电系统之间的接口适配.同时该软件具有数据的收发和存储等功能,并确保数据传输的实时性和正确性.     

复杂陈述式仿真模型的相容性分析

模型的相容性分析是复杂产品多领域建模面临的一个关键问题.研究了陈述式基于方程仿真模型的方程系统过约束或欠约束判定、检测与修正策略.首先,将方程系统表示为二部图,通过二部图分解判定模型的相容性,并分离出方程系统的过约束和欠约束部分.然后,通过检测、判定与缩减过程,自动判别出过约束或欠约束发生的大致范围,并给出修正方案.所提出的策略与算法能够显著地提高用户发现与排除过约束或欠约束问题的效率,已在多领域物理系统混合建模与仿真平台MWorks中实现.     

MWorks与FLUENT的协同仿真方法和实现

Modelica技术难以仿真动态特性在空间上非定常分布的流动、传热和燃烧等复杂问题,因此提出一种基于MWorks与FLUENT的协同仿真方法,设计协同仿真的耦合方式、数据交换机制和仿真架构,利用Modelica外部函数、MWorks仿真用户接口和FLUENT UDF编写协同仿真程序.以某单向阀为研究对象对此协同仿真方法的有效性进行验证.所提出的方法可实现Modelica技术与CFD技术的优势互补,能够为多领域系统仿真提供新的解决方法.     

基于Modelica/Dymola的微谐振器建模与仿真

针对MEMS的多领域耦合和系统级的快速建模与仿真要求,提出研究关于微型梳状静电谐振器建模与仿真方法.为提高系统的稳定性,减少误差,采用了基于Modelica/Dymola的非因果关系建模方法及流程,以梳状谐振器机电耦合模型的自然形式方程为基础,以Modelica语言建立非因果关系的仿真模型,借助于Dymola平台对振子的位移/速度曲线进行仿真.仿真结果与理论验证相符,表明Modelica具有建模过程简单、建模速度快和仿真精度高等优点,适合于MEMS多领域建模与仿真研究.     

基于Modelica的电动汽车电池建模与仿真

为了实时仿真电动汽车电池组的动态性能,应用Modelica多领域建模语言建立描述电池组的PNGV等效电路模型.通过电池的动态充放电性能实验标定电池组模型的电阻、电容等参数,并利用Dymola多领域仿真软件进行性能参数求解.将该电池模型应用在电动汽车整车的仿真分析中,实验结果表明,该模型准确度高,能实时地仿真电动汽车的动力性能.该电池组建模方法实现简单且便于扩展,可以为电动汽车的产品设计、系统性能分析提供有效的解决办法.     

如何实现MATLAB与SPICE仿真分析之间的转换

结合SPICE与MATLAB仿真软件各自的特点,对它们之间的转换进行研究。通过采用接口软件进行动态连接或嵌入,实现了SPICE与MATLAB之间的转换。较好地解决了在复杂系统仿真分析中,发挥这两种仿真软件的各自优点的问题,从而使系统仿真更具有实用性。     

基于Web的多领域可视化建模系统设计与实现

针对单机环境下基于Modelica语言的多领域建模与仿真软件不利于知识共享和积累、软件维护升级困难等不足,研究了B/S架构的多领域建模与仿真技术,设计并开发实现了基于Web的多领域建模系统WebMWorks:采用Silverlight技术和WCF技术等,实现了系统浏览器端的可视化及其与服务器程序的通信.最后,给出了系统运行实例.     

基于HLA的多领域协同仿真模型集成研究

研究复杂产品协同仿真开发过程中的仿真模型集成问题。联合使用松散耦合与紧密耦合技术,设计一种缓冲池实现机制。以高层体系结构为软总线,利用分布式数据库、文件模拟数据库和XML技术,统一不同领域软件的仿真模型定义规范。转化后的模型数据在协同仿真的软件间交互,数据库与文件存储在协同仿真过程中起到缓冲作用。采用面向服务架构的方式构建子模块,将各领域仿真软件松散耦合到虚拟样机协同仿真平台中。以热控电动百叶窗机构机电联合仿真为例,分别进行集中式仿真和协同仿真分析。结果表明,该方法能提高协同仿真的速度与精度。     

基于DDS的飞机机电系统组态监控技术研究

为了解决基于DDS的分布式协同仿真平台多节点、多模型条件下飞机机电系统复杂关联参数的实时监控问题,结合组态监控技术提出一种基于DDS的飞机机电系统协同仿真组态监控方法,设计了组态监控平台与分布式仿真平台的数据交互接口,实现飞机机电系统模型的实时过程监控以及监控界面的图形化显示;集成测试结果表明,该组态监控方法实现了对飞机机电系统复杂关联参数的读写、存储以及监控界面的图形化显示,提高了飞机机电系统的协同仿真验证效率,降低了分布式协同仿真监控系统的开发难度.     

仿真模型重用方法综述

仿真模型重用是当前仿真领域的热点研究问题,在复杂系统建模与仿真中有着广泛而现实的需求.实现仿真模型重用,一方面要提高建模人员面向重用进行建模的意识,更重要的是提供支持模型重用的技术途径.将当前支持仿真模型重用的方法归纳为多阶段建模方法、基于模型框架的方法、基于模型与模型表示的规范化与标准化方法、综合使用上述方法的综合集成方法,分析说明了每种方法的基本思想、重用原理和实现途径.仿真模型重用是一个系统工程,贯穿于模型研制和使用的各个阶段,采用综合集成方法是实现仿真模型重用系统化和工程化的必须和必然.