多学科联合仿真

1、 第八组 多学科联合仿真的简介及应用机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题多学科联合仿真的发展趋势多学科联合仿真的发展趋势 目目 录录 多学科联合仿真的简介多学科联合仿真的简介1 多学科联合仿真的实现方法多学科联合仿真的实现方法2多学科联合仿真在挖掘机中的应用多学科联合仿真在挖掘机中的应用3多学科联合仿真在灯泡生产线中的应用多学科联合仿真在灯泡生产线中的应用45王德贤王德贤毛恩辉毛恩辉马仁飞马仁飞曾宁曾宁刘佳佳刘佳佳机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题1.11.21.31.4 多学科联合仿真的简介多学科联合仿真的简介1多学科联合仿真的原因多学科联合仿真的概念多学科联合仿真的要求多

2、学科联合仿真的意义机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题1.1 多多学学科联合仿真的原因科联合仿真的原因 由于各学科采用不同的仿真工具和不同的数据模型，使得各学科之间的集成和耦合非常有限，而且需要进行大量的数据模型的转换，导致仿真缺乏关联性和一致性，影响了精度和效率。 在21世纪初，多学科联合仿真的概念就应运而出。机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题1.2 多学科联合仿真的概念多学科联合仿真的概念 所谓多学科联合仿真，就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获

3、得正确决策所需的各种信息。机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题1.3 多学科联合仿真的要求多学科联合仿真的要求v 具备各子系统和各学科领域的高效集成仿真工具。v 能够实现各仿真工具之间的无缝集成和数据交换，在同一构架下实现模型整合。v 具有仿真数据和交流管理的平台，实现各学科领域的真正联合。机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题1.4 多学科联合仿真的意义多学科联合仿真的意义 利用多学科联合仿真，在基于一个共同的数据模型的条件下，实现了仿真的一致性和关联性，增强了仿真的精度和可靠性，提高了仿真效率。机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制

4、造专题多学科联合仿真的发展趋势多学科联合仿真的发展趋势 目目 录录 多学科联合仿真的简介多学科联合仿真的简介1 多学科联合仿真的实现方法多学科联合仿真的实现方法2多学科联合仿真在挖掘机中的应用多学科联合仿真在挖掘机中的应用3多学科联合仿真在灯泡生产线中的应用多学科联合仿真在灯泡生产线中的应用452.1 多学科联合仿真的方法多学科联合仿真的方法v 联合式：其数据交换原理就是两个不同的仿真工具之间通过TCP/IP等方式实现数据交换。Application #1TCP/IPMpcciApplication #2机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题2.1 多学科联合仿真的方法多学科联合仿真的方

5、法v 模型转换式:主要是将一个工具的模型转化为特定的格式，包含模型信息的数据文件供另外一个工具的模型调用，从而实现信息交互。Application #1Run time-Nodel-LitraryApplication #2机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题2.1 多学科联合仿真的方法多学科联合仿真的方法v 求解器集成式:实现两个不同仿真工具之间求解器代码的集成，从而实现一个仿真环境对另一个仿真环境求解器的调用。Solver #1Solver #2机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题多学科联合仿真的发展趋势多学科联合仿真的发展趋势

6、目目 录录 多学科联合仿真的简介多学科联合仿真的简介1 多学科联合仿真的实现方法多学科联合仿真的实现方法2多学科联合仿真在挖掘机中的应用多学科联合仿真在挖掘机中的应用3多学科联合仿真在灯泡生产线中的应用多学科联合仿真在灯泡生产线中的应用45机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题3.1 挖掘机的机械系统和液压系挖掘机的机械系统和液压系统的联合机理统的联合机理v 联合机理的概念联合机理的概念 基于联合仿真技术的联合机理是采用数字仿真的形式进行虚拟产品设计开发,仿真模型的参数就是物理样机的设计参数,虚拟样机的参数修改方便,相对物理样机而言是软模型,它能够轻易地实现原型的多样化,而且柔性好. 1

7、 机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题 通过AMEsim(多学科领域复杂系统建模仿真平台)ADAMS(机械系统动力学软件)之间的接口,设计挖掘机的机械系统和液压系统联合的虚拟样机,使二者在协同仿真中工作. 在挖掘机中,所谓的联合仿真就是在虚拟仿真过程中机械系统和液压系统将有关的状态参数相互传递,引用,产生类似于实际挖掘机工作装置中两个系统的有机关联:机械系统模型中的驱动力大小引v 挖掘机联合仿真的简介挖掘机联合仿真的简介2用液压系统模型中提供的液压力;同时在液压系统模型中,各元件的压力和流量方程也会直接引用机械系统中各个关键点的速度和位移函数.机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专

8、题 AMEsim AMEsim 和和ADAMSADAMS的输入输出关系图的输入输出关系图: :机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题3.2 挖掘机联合仿真模型的验证挖掘机联合仿真模型的验证和意义和意义v 挖掘机联合仿真模型的验证挖掘机联合仿真模型的验证 联合仿真时, 将复杂系统的ADAMS的运动学模型和AMEsim 液压系统模型有机地联系在一起.AMEsim为主控元件,用户在AMEsim环境下运行联合仿真并控制ADAMS的仿真进程.从ADAMS环境中输出数据到AMEsim模式下采用共同的仿真模式.即 AMEsim通知ADAMS在给定的时间间隔提供它的输出数据, 由ADAMS自己求出他的模

9、型.机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题v 挖掘机联合仿真系统的简化模型挖掘机联合仿真系统的简化模型 根据对简单联合模型的仿真分析,验证了基于联合仿真模型的准确性,模型能够反映挖掘机工作的实际状态.2机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题v 挖掘机联合仿真模型的意义挖掘机联合仿真模型的意义 通过使用多学科联合仿真技术在挖掘机中的应用,无需制造实物样机就可预测产品的性能,节省了物理样机的制造时间,降低了开发成本,减少了风险. 把原本在样机试验阶段的才能发现的问题一一解决,为企业带来实实在在的经济效益. 这将给挖掘机生产企业带来很大的发展机遇,提高他们的市场竞争力!2机电工程与自动化

10、学院 计算机辅助设计制造专题多学科联合仿真的发展趋势多学科联合仿真的发展趋势 目目 录录 多学科联合仿真的简介多学科联合仿真的简介1 多学科联合仿真的实现方法多学科联合仿真的实现方法2多学科联合仿真在挖掘机中的应用多学科联合仿真在挖掘机中的应用3多学科联合仿真在灯泡生产线中的应用多学科联合仿真在灯泡生产线中的应用45机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题飞机升降机运动飞机升降机运动运动仿真运动仿真实物生产线实物生产线灯泡生产线灯泡生产线802项目项目2机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题多学科联合仿真的发展趋势多学科联合仿真的发展趋势 目目 录录 多学科联合仿真的简介多学科联合仿

11、真的简介1 多学科联合仿真的实现方法多学科联合仿真的实现方法2多学科联合仿真在挖掘机中的应用多学科联合仿真在挖掘机中的应用3多学科联合仿真在灯泡生产线中的应用多学科联合仿真在灯泡生产线中的应用45机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题解决单学科仿真分析平台应该具备以下功能解决单学科仿真分析平台应该具备以下功能机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题多学科仿真发展趋势多学科仿真发展趋势消除传统意义上消除传统意义上“多学科联多学科联合仿真合仿真”中模型数据的转换中模型数据的转换，多学科分析基于共同的数，多学科分析基于共同的数据模型据模型1具有统一的用户环境，在同一平具有统一的用户环境，在

12、同一平台下进行多学科分析，降低用户台下进行多学科分析，降低用户环境和界面的复杂程度，减少甚环境和界面的复杂程度，减少甚至消除用户熟悉不同环境所需的至消除用户熟悉不同环境所需的时间时间；2机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题多学科仿真发展趋势多学科仿真发展趋势架构开放，便于集成第三方架构开放，便于集成第三方软件或用户自由扩展软件或用户自由扩展；4充分兼容传统单点分析工充分兼容传统单点分析工具的分析模型和数据，具的分析模型和数据， 保保护客户的既有投资护客户的既有投资3机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题多学科仿真发展趋势多学科仿真发展趋势加强与加强与CADCAD软件之间的集成软件

13、之间的集成与互动，进行无缝的数据与互动，进行无缝的数据转换，提高模型导入精度转换，提高模型导入精度5促进分析人员之间、设计与分析促进分析人员之间、设计与分析之间的交流和协作；疏通设计之间的交流和协作；疏通设计分析流程；方便应用设计人员分析流程；方便应用设计人员的数据模型的数据模型6定制仿真分析流程，制定企定制仿真分析流程，制定企业仿真分析规范；业仿真分析规范；7仿真分析流程运行方式灵活，仿真分析流程运行方式灵活， 可重可重复性好，实现仿真分析的自动化复性好，实现仿真分析的自动化8机电工程与自动化学院 计算机辅助设计制造专题多学科仿真发展趋势多学科仿真发展趋势有效地组织和管理仿真数据和有效地组织和管理仿真数据和流程，流程， 即