AMESim与ADAMS联合仿真操作说明

AMESim与ADAMS联合仿真操作说明

1.引言

AMESim（Advanced Modeling Environment for Simulation of engineering systems）软件是由法国IMAGINE公司于1995年推出的多学科复杂领域系统工程高级建模和仿真平台，该软件不要求用户具备完备的仿真专业知识，采用面向系统原理图建模的方法，便于工程技术人员掌握和使用。机构动力学分析软件ADAMS (automatic dynamic of mechanical system)集建模、求解和可视化技术于一体,能有效分析和比较多种参数方案。运用AMESim与ADAMS的联合仿真，可以有效的对设备的动态过程进行分析，根据交互分析产生的结果来评价设备的性能，为了更加真实的符合实际情况，理论分析用来完成检验产生的数值结果。这种虚拟产品开发方法与得出的结论将对设计人员提供一定帮助。

通过AMESim/ADAMS之间的接口，有两种方式实现联合仿真：

（1）将模型从一个平台中输入到另一个平台中，采用单一的积分器进行计算。 （2）各个平台分别利用自己的积分器计算自己的模型，通过预先统一的通讯间隔进行信息交换。

2.软件环境要求

首先AMESim软件需要4.2级以上版本；ADAMS需要2003级以上版本（含A/Control模块）。其次必须要有Microsoft Visual C++ 编译器。 如果需要从ADAMS环境中使用接口，那么还强烈推荐Fortran编译器， 这样可以将AMESim 的模型编译成为ADAMS的子函数（Subroutine）。该接口支持的操作系统包括Windows、Sun、SGI和IBM。

3.AMESim与ADAMS接口操作

要成功使用接口， 必须在Windows中设置环境变量%AME_ADAMS_HOME%， 该环境变量的值为ADAMS的安装路径（例如C :\ADAMS2003。注意在ADAMS的安装路径中不能出现空格）。 如果需要从ADAMS环境中使用接口，那么还需要将dfvars.bat文件拷贝至AMESim的安装路径下。

3.1.在ADAMS中设置用于输入到AMESim的模型

在这种情况下，AMESim是主控软件，用户需要在AMESim中运行并控制ADAMS的仿真进程。从ADAMS输出到AMESim有两种方式：

1．共同仿真模式，AMESim通知ADAMS在给定的时间间隔提供它的输出。由ADAMS 自己来求解它的模型。

2．连续模式，AMESim从ADAMS输入完整的系统模型并将所有的方程集成起来在AMESim中求解，此时ADAMS只起到函数评估器的作用。

不管上述哪种模式，在ADAMS中的设置过程是一样的。 用户只需要在AMESim中选择是共同仿真方式或是连续模式输出方式。

3.1.1：创建/检查需要交换的变量。

在这个步骤中，用户需要检查一些状态变量的定义，使用这些状态变量作为两个软件间的交换变量。例如， 如果用在AMESim建立的液压作动器模型来驱动ADAMS中建立的机构模型， 那么这些变量就应该是力、位移以及速度等。事实上， AMESim需要根据位移和速度计算得到力。

ADAMS中的输出变量， 通常是速度和位移， 主要是使用ADAMS内部函数来定义；如AZ（）用于角度测量，WZ（）用于转速，DM（）用于位移。

图1 ADAMS中创建输出

注意变量的单位。 也就是说需要注意ADAMS中变量的单位和AMESim中的单位之间是否一致， 如果不一致而用户又不希望分别在AMESim和ADAMS中修改单位， 那么可以在AMESim的模型中加入信号控制库中的增益模块来实现单位的协调。

ADAMS的输入变量，通常是力或者扭矩， 以标准的单元使用， 比如单个单元力/扭矩或者通用力（6个元件）。在创建时， 这些变量设置为0，因为它们的值是由其它软件（AMESim）计算得到。

在本例中， 唯一的输入变量是扭矩， 采用函数VARVAL来定义。

在ADAMS/View中，点击菜单Tools/Database Navigator…来定义azimuth_zctuator单元。点击菜单Build/System Elements/State

Variables/Modify…来定义状态变量control_torque。

图2 ADAMS中创建输入

当用户完成创建输入、输出变量后，下一步需要在ADAMS中定义接口了。

3.1.2：定义接口

利用上一步创建的变量，使用现存的Plant Input和Plant Output建立接口模型。

Plant Input：{control_torque}, 其中扭矩以单一单元扭矩使用， 即VARVAL(control_touque)。

Plant Output : {rotor_velocity, azimuth_position}, 这些变量由ADAMS的

函数计算得到。

如下图所示， 用户可以通过Tools菜单中的Database Navigator来设置。

图3 在ADAMS中建立接口模型 至此，ADAMS的模型就全部设置好了。

3.1.3：输出系统模型

用户将通过“Controls”菜单输出系统模型， 如下图所示。

图4 从ADAMS中输出系统模型

在上面的对话框中，用户需要填入以下内容：

•ADAMS中用于存储结果的文件名（File prefix）；

• 在第二步中创建的“plant input”和“plant output”；

• 在控制包（Control package）中选择“EASY5_和_MATRIXx”；

• 输出类型，选择线性还是非线性；

• 如果用户希望让ADAMS在运行系统前计算初始稳态分析的话，则需要选择“yes”反之选“no”；

• 如果需要的话，填入用户定义的库名字。

•

经过上述的步骤后，ADAMS将在用户的当前的工作路径中创建了3个文件：

adams2amesim.inf…adm和…cmd。用户只需要注意adams2amesim.inf即