AMESIM介绍

AMESIM介绍
第⼆章 AMESim的应⽤⽅法
2.1 AMESim简介
AMESim表⽰系统⼯程⾼级建模和仿真平台（Advanced Modeling Environment for Simulations of engineering systems）。

它能够从元件设计出发，可以考虑摩擦、油液、和⽓体的本⾝特性、环境温度等⾮常难以建模的部分，直到组成部件和系统进⾏功能性能仿真和优化，并能够联合其他优秀软件进⾏联合仿真和优化，还可以考虑控制器在环构成闭环系统进⾏仿真，使设计出的产品完全满⾜实际应⽤环境的要求。

AMESim软件共由四个功能模块组成:AMESim、AMESet、AMECustom、AMERun，另外还有软件帮助模块AMEHelp。

其中，AMESim⽤于⾯向对象的系统建模、参数设置、仿真运⾏和结果分析，是该⼯具软件的主功能模块，主要⼯作模式为:按系统原理图建模⼀确定元件⼦模型⼀设定元件参数⼀仿真运⾏⼀结果观测和分析。

AMEest⽤于构建符合⽤户个⼈需求的元件⼦模型，主要通过两步进⾏:先设定⼦模型外部参数情况，系统⾃动⽣成元件代码框架，再通过⽤户的算法编程实现满⾜⽤户需要的元件，程序使⽤C或Fortnar77实现;AMECustom⽤于对软件提供的元件库中的元件进⾏改造，但不能深⼊到元件代码层次，只适⽤于元件的外部参数特性的改造;AMERun是提供给最终⽤户的只运⾏模块，最终⽤户可以修改模型的参数和仿真参数，执⾏稳态或动态仿真，输出结果图形和分析仿真结果，但不能够修改模型结构，不能够访问或修改元件代码等涉及技术敏感性的信息。

2.2AMESim的特点
1.多学科的建模平台
AMESim在统⼀的平台上实现了多学科领域的系统⼯程的建模和仿真，模型库丰富，涵盖了机械、液压、控制、液压管路、液压元件设计、液压阻⼒、⽓动、热流体、冷却、动⼒传动等领域，且采⽤易于识别的标准ISO图标和简单直观的多端⼝框图，⽅便⽤户建⽴复杂系统及⽤户所需的特定应⽤实例。

2.建模简单
AMESim定位在⼯程技术⼈员使⽤，建模的语⾔是⼯程技术语⾔，仿真模型的建⽴、扩充或改变都是通过图形界⾯来进⾏的，使⽤者不⽤编制任何程序代码。

这样使得⽤户可以从繁琐的数学建模中解放出来，只专注于物理系统本⾝的设
计、研究。

3.简化复杂的模型
活性指数⼯具是⼀个基于系统⼦模型中能量转换的强⼤的分析⼯具。

系统中的能量单元按物理类型分为R：阻性；C：弹性；I：惯性。

活性指数可以⽤来标识系统中能量最活跃的元件和能量最惰性的元件。

同时它还可以⽤来简化复杂的模型。

这可以通过删除那些可以的元件来实现，⽐如能量最惰性的元件。

4.图形分析⼯具
AMESim提供批运⾏设置，所谓批运⾏是⽤多组不同参数启动的⼀系列仿真。

这些运⾏按顺序执⾏，产⽣⼀系列的结果⽂件和jacobian⽂件（如果执⾏的线性分析）。

同时提供了齐全的分析⼯具以⽅便⽤户分析和优化⾃⼰的系统。

线性化分析⼯具(系统特征值的求解，Bode图，Nichols图，Nyuqist图，根轨迹分析)，模态分析⼯具，频谱分析⼯具以及模型简化⼯具。

5.与其他软件接⼝
通过与MATLAB/Simulink的联合仿真，使仿真⼯作范围更加宽⼴，仿真更加⽅便。

6.探究及优化功能
AMESim的设计探究模块提供了⼀系列的技术，利⽤这些技术可以探索设计空间。

假定已经有了成熟的系统模型，但仍可分析模型的⼀些参数。

通过定义全因⼦DOE，进⾏优化和MONTE CARLO研究，以及鲁棒或NLPQL算法优化。

虽然AMESim是⼀个⽐较成熟的软件，但它⽬前也有部分缺点:
(1)元件模型需要设置许多参数，很多参数不好确定。

(2)仿真元件⽐较固定，当系统仿真⼈员需要⼀个⽐较特殊的元件时，需要拥有⾮常专业的编程技巧和经验，不利于普通技术⼈员的使⽤。

⽬前还不能应⽤到更为⼴泛的领域。

(3)仿真过程过于理想化，对实际的泄露、摩擦、流体特性等还有待作出更多探究。

2.3 AMESim使⽤⽅法
利⽤AMESmi对液压系统进⾏仿真建模⼀般要进⾏以下4个步骤:草图模式、⼦模型模式、参数模式和运⾏模式。

1.草图模式(Sketehmode)
在草图模式下，对仿真对象的组成及构造进⾏研究，搭建模型。

在液压元件仿真中⽐较多⽤的元件库是机械库、信号库、液压库及液压元件库（包括在第三章加速调节器中使⽤的⽓动库及⽓动元件库）。

在仿真元件时，要考虑各元件的特性。

同时刚体的特性，在连接元件时，连接点的两个元件的输⼊和输出应该相同。

图2-1 草图模式
2.⼦模型模式(Submodelsmode)
在⼦模型模式下，系统⾃动初步判断系统连接是否符合刚体特性。

同时对于对于每个元件的选择也是在这⼀步完成。

当元件连接正确，系统仍判断错误时，通过Premier submodel（Ctrl+I）完成系统对元件的⾃动选定。

然⽽此时与实际要求仍有很⼤差异。

可以单击元件图标选择适合的元件。

例如：对于质量块的选择，在液压系统仿真时，经常使⽤带粘性摩擦的零质量质量块，此时在如下3种质量块中选择MAS005RT。

图2-2 质量块选择
3.参数模式(Parametersmode)
点击图标以上图标进⼊参数模式，在参数模式下双击想要改变参数的元件图标，进⼊该元件的参数对话框。

双击需要改变的参数，输⼊参数值。

同时AMESim 提供公式编辑功能。

图2-3 参数设置
4.运⾏模式(Runmode)
分析模式（linear analysis mode）选项。

在线性分析模式下可以作出系统某个对象的波特图、乃奎斯特曲线及尼古拉斯曲线，由于在本⽂中没有讨论，这⾥不进⾏叙述。

时域模式下对系统进⾏仿真运⾏。

点击（set the run parameters）设置运⾏参数。

图2-4 设置运⾏参数
这⾥可以设置动态、静态及动态+静态仿真。

对于需要进⾏批运⾏的仿真模
型，也需要在这⾥进⾏设置。

对仿真时间及时间间隔设置完后，点击运⾏模式
系统开始仿真。

图2-5 运⾏状态
当运⾏出现错误时，可以通过log找到错误元件，并找到修改⽅法。

对于仿真结果，双击⽬标元件即能得到。

图2-6 运⾏结果
对研究对象点击plot能够得到仿真运⾏曲线。

此处以液压延迟器为对象，在第三章中对其组成构造及仿真结果有详细叙述。

2.3AMESim学习⼼得
1.掌握仿真对象的组成构造及⼯作原理是AMESim仿真过程中必不可少的，仿真前需要学习仿真对象的资料。

例如液压元件仿真中的油路分析及受⼒关系
2.对阻性、惯性、弹性元件进⾏分析。

仿真过程中经常出现的错误就是质量块或者弹簧的缺少或多于。

3.熟悉元件的⼯作环境，重⼒标志及液压标志在需要时不能缺失。

4.参数的设置要切合实际，有些参数并没有给出，需要实际中体会。