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体系建模取仿真概述

正在20世纪40年月前,工程体系的重要研讨手腕为实际剖析+物理实验,称之为传统实验要领。随计算机技术的生长,工程体系的重要研讨手腕逐步演化为实际剖析+体系仿真+需要的物理实验,称之为体系仿真。

体系模子是物理体系所包罗范畴常识的载体,是对常识和履历积聚的一种表现形式,体系仿真正在某种水平上能够替代实际剖析取实验考证,特别是以仿真为中心的假造功用样机,能够明显天削减实验次数,经由过程仿真停止通例条件下不克不及实现的物理实验,并且经由过程仿真停止实验具有更好的可观性取可控性。基于仿真的设想能够应用于产品设计各个流程,如方案设计阶段的参数婚配取计划剖析、具体设想阶段的参数优化取设想考证、实验阶段的假造实验等等,从而明显进步产品设计效力和产品质量。

 

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20世纪70年月至90年月,正在工程体系中常见的机器、电子、掌握、能源及历程范畴出现了一批代表性的单范畴建模仿真软件,而实现多范畴体系建模取仿真,是经由过程单范畴仿真东西之间的接口,停止差别范畴东西之间的结合仿真。

基于接口经由过程结合仿真实现多范畴建模仿真,现在工程中现实运用的重要有以下几种体式格局:
1)基于高层体系结构(High Level of Architecture - HLA)范例的结合仿真体式格局。HLA是一个针对分布式盘算仿真体系的通用体系结构,为仿真软件之间的集成取结合仿真供应了一个接口范例,基于 HLA能够基于范例的接口实现多范畴建模取仿真,一般用于大型分布式仿真体系。
2)单范畴东西之间供应针对性的接口实现结合仿真。比方机器动力学仿真软件ADAMS 供应了取掌握仿真软件Matlab/Simulink 的历程耦合结合仿真接口,LMS公司的AMESim 取MathWorks 公司的Matlab/Simulink 两两之间供应了差别耦合体式格局的结合仿真接口。

基于接口经由过程结合仿真能够在一定程度上实现多范畴建模取仿真,但存在以下题目:一是要求仿真东西必需供应响应的接口。二是结合仿真要求正在建模时实现体系范畴或模子之间的解耦,可能会影响模子的真切度以至难以仿真体系的某些行动特性;三是结合仿真会明显低落仿真求解的效力取精度。

自20世纪60年月以来,以一种同一的示意体式格局实现差别范畴物理体系的同等建模,是仿真界一向勤奋的偏向。Modelica 是一个开放的多范畴同一建模范例,供应了兼容框图、键合图及线性图的示意体式格局,现已成为物理体系多范畴同一建模的究竟尺度,关于建模、仿真和CAE手艺发生主要影响。

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