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Amesim最早是由法國的Imagine公司開發(fā)的,Imagine公司成立于1987年,由法國里昂第一大學的Michel Lebrun博士創(chuàng)建,旨在控制復雜的動態(tài)系統(tǒng),將液壓伺服執(zhí)行機構(gòu)與有限單元機械結(jié)構(gòu)耦合起來。1989年完成核心的建模方法與算法的開發(fā)。20世紀90年代初,與英國巴斯大學的C. W. Richards教授合作,并于1995年推出了Amesim的第一個商業(yè)版本,當時該產(chǎn)品致力于流體控制系統(tǒng)。2007年,Imagine公司被比利時LMS國際公司全資收購,2012年,LMS公司被西門子收購。目前Amesim的最新版本為Simcenter Amesim 2020.1。
Amesim(Advanced Modeling Environment for performing Simulation of engineering systems)是一種工程系統(tǒng)高級建模和仿真平臺。Amesim的建模方法是基于功率鍵合圖,與鍵合圖相比,它具有直觀圖形的界面,可實現(xiàn)面向原理圖建模,在整個仿真過程中,仿真系統(tǒng)都是通過直觀的圖形界面展現(xiàn)出來的。
Amesim軟件中的元件都可以雙向傳遞數(shù)據(jù),并且變量都具有物理意義。它用圖形的方式來描述系統(tǒng)中各設備間的聯(lián)系,能夠反映元件間的負載效應和系統(tǒng)中能量、功率的流動情況。該軟件中元件的一個接口可以傳遞多個變量(如圖 14?45所示),使得不同領(lǐng)域的模塊可以連接在一起,這樣大大簡化了模型的規(guī)模;另外,該軟件還具有多種仿真方式,如穩(wěn)態(tài)仿真、動態(tài)仿真、批處理仿真、間斷連續(xù)仿真等,這可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和保證仿真結(jié)果的精度。
Amesim采用標準的ISO圖標和簡單直觀的多端口框圖,具有豐富的模型庫(如圖 14?46所示),涵蓋了液壓、液壓管路、液壓該元件設計、液壓阻力、機械、熱流體、電氣、控制等領(lǐng)域,能使這些領(lǐng)域在統(tǒng)一的開發(fā)平臺上實現(xiàn)系統(tǒng)工程的建模與仿真,而成為多學科、多領(lǐng)域系統(tǒng)分析的標準環(huán)境,為用戶建立復雜的系統(tǒng)提供了極大的便利。
Amesim仿真模型的建立、擴充或改變都是通過圖形界面(GUI)來進行的,用戶只專注于工程項目中物理系統(tǒng)本身設計,不需要專門學習編程語言就可以直接進行建模和仿真分析;Amesim還提供了標準、規(guī)范的二次開發(fā)平臺,用戶還可自己編寫C或Fortran代碼進行自定義建模,并將自定義模型融入Amesim模型庫。
Amesim有4種建模方式,分別為:基于整體性能的功能模型、基于幾何結(jié)構(gòu)的動態(tài)模型、基于方程的框圖模型和自定義代碼模型。
Amesim具有多種仿真運行模式,可進行動態(tài)仿真、穩(wěn)態(tài)仿真、間斷連續(xù)仿真以及批處理仿真。用戶可實現(xiàn)動態(tài)分析、參數(shù)優(yōu)化和穩(wěn)態(tài)分析。Amesim提供了齊全的工具,為用戶分析和系統(tǒng)優(yōu)化提供了極大的便利,主要包括:線性化分析工具(系統(tǒng)特征值的求解;Bode圖, Nichols圖, Nyquist圖;根軌跡分析),模態(tài)分析工具,頻譜分析工具(快速傅里葉轉(zhuǎn)換FFT;階次分析;頻譜圖)以及模型簡化工具。用戶可以在AMESim平臺上研究任何元件或系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能。
Amesim帶有關(guān)于算法的智能求解器,能夠根據(jù)用戶所建模型的數(shù)學特性在21種可選算法中自動選擇最佳積分算法,并根據(jù)在不同的仿真時刻的系統(tǒng)的特點動態(tài)地切換積分算法和調(diào)整積分步長以縮短仿真時間和提高仿真精度。
Amesim為控制、實時仿真、多體仿真、過程集成和設計優(yōu)化等第三方軟件提供了廣泛的的接口,同時提供一個通用共仿真接口以連接多領(lǐng)域系統(tǒng)仿真和任何一種三維動態(tài)模型,例如計算流體動力仿真或有限元分析,這使得Amesim可以無縫地集成到數(shù)字開發(fā)過程中。主要接口包括:
腳本語言:Matlab、Python、Microsoft Visual Basic、Scilab控制:Simulink、NI System Build實時目標:dSPACE, xPC Target, RT-LAB多體仿真:Simcenter3D、LMS Virtual.Lab Motion、MSC.Adams三維建模CAD:標準CAD模型STEP(step、stp)和Parasolid(x_b、x_t)計算流體力學CFD:Ansys Fluent、Ansys CFX、Star-CCM+有限元分析FEA:FEM Configuration Tool、Nastran、Abaqus、Ansys、Flux過程綜合與設計優(yōu)化:HEEDS、NOESIS Optimus、iSIGHT通用共仿真接口:Generic co-simulation interfaceModelica輸入:Modelica Platform對于系統(tǒng)建模仿真而言,Amesim從基礎(chǔ)元件設計出發(fā),考慮了摩擦、介質(zhì)的本身特性、環(huán)境溫度等非常難以建模的部分,直到組成部件和系統(tǒng)功能進行性能仿真和優(yōu)化,并能聯(lián)合其他優(yōu)秀軟件進行聯(lián)合仿真和優(yōu)化,同時還可以考慮控制器在環(huán)構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)進行仿真,使得設計出的產(chǎn)品完全滿足實際應用環(huán)境的要求。Amesim用于多學科系統(tǒng)建模仿真,得到了世界各國用戶的一致認可。