4专题三：MSC.ADAMS风电机组仿真_图文(精)
基于MSC.ADAMS的动力传动系统建模与仿真
基于MSC．ADAMS的动力传动系统建模与仿真MSC.ADAMS是一款优秀的动力传动系统建模与仿真软件，在汽车、航空、航天等领域广泛应用。
通过MSC.ADAMS，可以对各种类型的动力传动系统进行建模与仿真，包括发动机、变速器、传动轴、差速器等。
动力传动系统建模是将传动系统各个部分进行分离，逐一建模并组装成一个整体，通过建模可以确定每个部件的性能与参数，以及系统整体的工作原理与性能。
在建模过程中，需要考虑各个部位的受力情况、材料属性、温度等因素，并进行物理学建模、数学建模和计算机辅助设计。
动力传动系统仿真是指将建模进行各种工况下的计算和分析，通过仿真可以确定不同工况下的系统性能和特性，从而优化每个部位的设计。
仿真的结果可以反映出系统的运行情况、动态响应、疲劳情况、噪声等各种细节，为系统的设计、制造和优化提供重要的参考依据。
MSC.ADAMS软件支持动力传动系统的建模和仿真，可以方便的进行各种级别的建模和仿真，包括单部件、子系统和整个系统的建模和仿真。
同时，MSC.ADAMS还支持多种不同的仿真方法，如动态仿真、静态仿真、多体仿真等，可以精确地模拟系统的行为。
在进行动力传动系统建模和仿真时，需要注意以下几点：1. 精确定义每个部位的材料属性和受力情况，包括张力、压力、扭矩等。
2. 确定每个部位的工作原理和控制方法，建立相应的数学模型。
3. 考虑系统的复杂度和耦合效应，因此需要对整个系统进行综合分析和优化。
4. 在进行仿真前，需要对模型进行验证和校准，以确保模型的准确性和可靠性。
总之，使用MSC.ADAMS进行动力传动系统建模和仿真，可以大大提高系统的设计和性能，为实现更高效、更安全的动力传动系统打下坚实的基础。
数据分析是指对所收集到的数据进行系统性分析和处理，通过对数据的分析可以发现内在的规律和价值，提供有关原因和结果的科学依据和参考，为决策提供依据和支持。
在不同领域中，数据分析的方法和技术也存在差异，但在基本原则和数据处理方法上却具有共性。
风力发电系统建模与仿真
风力发电系统建模与仿真摘要：风力发电作为一种清洁的可再生能源利用方式，近年来在世界范围内获得了飞速的发展。
本文基于风力机发电建立模型，主要完成了以下工作：（1）基于风资源特点，建立了以风频、风速模型为基础的风力发电理论基础；（2）运用叶素理论，建立了变桨距风力机机理模型；（3）分析了变速恒频风力发电机的运行区域与变桨距控制的原理与方法，并给出了机组的仿真模型，为风力发电软件仿真奠定了基础；（4）搭建了一套基于PSCAD/EMTDC仿真软件的风力发电系统控制模型以及完整的风力发电样例系统模型，并且已初步实现风力机特性模拟功能。
关键词：风力发电；风频；风速；风力机；变桨距；建模与仿真1 风资源及风力发电的基本原理1.1 风资源概述（1）风能的基本情况[1]风的形成乃是空气流动的结果。
风向和风速是两个描述风的重要参数。
风向是指风吹来的方向，如果风是从东方吹来就称为东风。
风速是表示风移动的速度即单位时间内空气流动所经过的距离。
风速是指某一高度连续10min所测得各瞬时风速的平均值。
一般以草地上空10m高处的10min内风速的平均值为参考。
风玫瑰图是一个给定地点一段时间内的风向分布图。
通过它可以得知当地的主导风向。
风能的特点主要有：能量密度低、不稳定性、分布不均匀、可再生、须在有风地带、无污染、分布广泛、可分散利用、另外不须能源运输、可和其它能源相互转换等。
（2）风能资源的估算风能的大小实际就是气流流过的动能，因此可以推导出气流在单位时间内垂直流过单位截面积的风能，即风能密度，表示如下：3ω= (1-1)5.0vρ式中,ω——风能密度(2W)，是描述一个地方风能潜力的最方便最有价值的量；/mρ——空气密度(3kg)；/mv ——风速(s m /)。
由于风速是一个随机性很大的量，必须通过一段时间的观测来了解它的平均状况，一个地方风能潜力的多少要视该地常年平均风能密度的大小。
因此需要求出在一段时间内的平均风能密度，这个值可以将风能密度公式对时间积分后平均来求得。
msc adams多体动力学仿真基础与实例解析
MSC Adams是一种常用的多体动力学仿真软件，它可以用于研究和分析机械系统、运动学和动力学特性。
下面简要介绍MSC Adams的基础知识和实例解析：
1. 多体动力学基础：
-刚体和连接：MSC Adams使用刚体模型来表示物体，可以定义物体的质量、惯性矩阵和几何形状。
通过连接件（约束）将多个物体连接在一起，可以模拟各种机构系统。
-动力学模型：通过定义物体的受力和力矩，可以建立动力学模型。
这些力可以包括重力、摩擦力、弹簧力等，可以根据需要进行自定义。
-运动学分析：可以分析物体的位置、速度、加速度以及各个连接件之间的相对运动关系。
2. 实例解析：
-车辆悬挂系统：通过建立车辆悬挂系统的多体动力学模型，可以分析车轮与地面的接触力、悬挂系统的行程和动态响应等。
这有助于改善车辆的悬挂性能和乘坐舒适性。
-机械臂运动学和动力学分析：通过建立机械臂的多体动力学模型，可以分析机械臂在不同工作状态下的位姿、速度和加速度。
这有助于优化机械臂的设计和运动控制算法。
-飞机起落架系统：通过建立飞机起落架系统的多体动力学模型，
可以分析起落架在着陆和起飞时的动态响应和受力情况。
这有助于改进起落架的设计和耐久性。
-振动系统：通过建立振动系统的多体动力学模型，可以分析系统的固有频率、振动模态和受力情况。
这有助于评估结构的稳定性和设计适当的减振措施。
以上是MSC Adams多体动力学仿真的基础知识和一些实例解析。
通过使用MSC Adams，工程师和研究人员可以更好地理解和优化复杂机械系统的动力学特性。
风力发电机运行仿真
基于MATLAB的“风力发电机运行仿真”软件设计摘要关键词1前言1.1 建模仿真的发展现状20世纪50-60年代，自动控制领域普遍采用计算机模拟方法研究控制系统动态过程和性能。
“计算机模拟”实质上是数学模型在计算机上的解算运行，当时的计算机是模拟计算机，后来发展为数字计算机。
1961年G.W.Morgenthler 首次对仿真一词作了技术性的解释，认为“仿真”是指在实际系统尚不存在的情况下，对于系统或活动本质的复现。
目前，比较流行于工程技术界的技术定义是系统仿真是通过对系统模型的实验，研究一个存在的或设计中的系统。
仿真的三要素之间的关系可用三个基本活动来描述。
如图1图1系统仿真三要素之间的关系20世纪50年代初连续系统仿真在模拟计算机上进行，50年代中出现数字仿真技术，从此计算机仿真技术沿着模拟仿真和数字仿真两个方面发展。
60年代初出现了混和模拟计算机，增加了模拟仿真的逻辑控制功能，解决了偏微分方程、差分方程、随机过程的仿真问题。
从60-70代发展了面向仿真问题的仿真语言。
20世纪80年代末到90年代初，以计算机技术、通讯技术、智能技术等为代表的信息技术的迅猛发展，给计算机仿真技术在可视仿真基础上的进一步发展带来了契机，出现了多媒体仿真技术。
多媒体仿真技术充分利用了视觉和听觉媒体的处理和合成技术，更强调头脑、视觉和听觉的体验，仿真中人与计算机交互手段也更加丰富。
80年代初正式提出了“虚拟现实” 一词。
虚拟现实是一种由计算机全部或部分生成的多维感觉环境，给参与者产生视觉、听觉、触觉等各种感官信息，使参与者有身临其境的感觉，同时参与者从定性和定量综合集成的虚拟环境中可以获得对客观世界中客观事物的感性和理性的认识。
图2体现了仿真科学与技术的发展进程。
仿真研究领域的扩展 一图2仿真科学与技术的发展以美国为代表的发达国家高度重视仿真技术的发展和应用。
美国等西方国家 除军事用途外的其它行业中的仿真技术及应用都居于世界领先水平，如飞行模拟 器、车辆运输仿真、电力系统、石油化工仿真系统等。
风力发电系统的动态建模与仿真
风力发电系统的动态建模与仿真随着全球对可再生能源的需求不断增长，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式受到了广泛关注。
风力发电系统的动态建模与仿真是研究和优化风力发电系统运行的重要手段，有助于提高风力发电系统的效率和可靠性。
本文将探讨风力发电系统动态建模与仿真的方法和应用，以及在模型开发和仿真过程中需要注意的问题。
一、风力发电系统的动态建模风力发电系统包括风力机、风能转换子系统、并网变频器、变电所和电网等组成部分。
为了对风力发电系统进行动态建模，需要考虑各个组件之间的相互作用和系统运行的特点。
1. 风力机的动态建模风力机是风力发电系统的核心部件，负责将风能转化为机械能。
风力机的动态建模需要考虑风速对风轮转速的影响、风轮转速对发电机转速的影响以及风轮和转子之间的功率传递过程。
一种常用的方法是使用变力学方程描述风力机的运动过程，并结合风力和风功率曲线进行模拟。
2. 风能转换子系统的动态建模风能转换子系统包括风能转换器、传动装置和发电机等。
风能转换器将机械能转化为电能，传动装置则负责将风力机的转速传递给发电机。
在进行动态建模时，需要考虑风能转换器和传动装置的效率、传动过程中的能量损耗以及发电机的电力输出特性。
3. 并网变频器和变电所的动态建模并网变频器和变电所是将风力发电系统产生的电能接入电网的关键设备。
并网变频器的主要功能是将发电机输出的低频交流电转换为电网所需的高频交流电，同时负责控制电网功率的调节。
变电所则负责将风电场产生的电能集中输送到电网。
在进行动态建模时，需要考虑并网变频器和变电所的功率转换过程、电力损耗以及对电网供电稳定性的影响。
二、风力发电系统的仿真风力发电系统的仿真可以通过使用专业的仿真软件或自行开发仿真模型来实现。
仿真可以帮助研究人员和工程师在实际运行之前评估系统性能、验证设计和控制方案的有效性，以及优化风力发电系统的运行策略。
1. 仿真软件的选择和应用目前市场上有多种风力发电系统仿真软件可供选择，例如，DigSilent、PSCAD、Matlab/Simulink等。
风力发电系统模型搭建与仿真分析
风力发电系统模型搭建与仿真分析采用小型永磁同步电机分析模型并且忽略其磁饱和度。
永磁发电机的数学模型如下：(3-8)代表永磁发电机在d 轴流过的电流，u d代表发电机在d 轴上的电压，L d 代表永磁式中id发电机在d 轴上的电感。
i q 代表永磁发电机在q 轴流过的电流，u q 代表发电机在q 轴上的电压，L q 代表永磁发电机在q 轴上的电感。
发电机角速度是①e ，发电机定子电阻是R a ，发电机的电磁转矩是T e 。
发电机永磁体磁链是Ψ。
当转子表面装有磁铁时，有效气隙可视为常数。
这是因为永磁材料相对磁导率大概一致[55] 。
所以d轴与q轴同步电感一致，即L d =L q =L 化简为：(3-9)其中T与成i q 正比。
如果发电机电磁转矩变大，系统中的定子电流也会随之变大，e进而对定子电流进行控制，使得发电机电磁转矩与风力涡轮输出转矩T 均衡，实现最大功率输出。
在仿真平台上搭建风力发电系统最大功率点跟踪仿真模型，模型图如下图3-8 所示。
AC/DC 采用了不可控整流二极管，DC/DC 变换器使用boost 电路，永磁同步发电机模型直接在Matlab 中调用。
将风机半径设为3.5m ，设置初始风速为4m/s 并进行时长4s 的仿真，在2s 时将风速提升至6m/s。
梯度式扰动观察法中最大功率点跟踪模块的控制策略如图3-9 所示。
图3-8 风力发电系统的控制模型Fig.3-8 Control model of wind power generation system28图 3-9 风力发电最大功率跟踪模块Fig.3-9 Wind power generation maximum power tracking module永磁同步电机参数情况如下表 3-1 所示。
表 3-1 永磁同步电机参数Tab.3-1 Parameter of synchronous machine名称参数大小额定转速（rad/s ） 40 转动惯量（kg/m 2） 0. 189 定子绕组电阻 (Ω) 0.05 定子绕组电感（ m H ）7. 15 极对数 34 磁链（Wb ）0. 1892风力发电系统最大功率跟踪仿真曲线如图 3-10 和 3-11 所示。
MATLAB在风力发电技术中的应用仿真(共33张)
图9-2 基于普通(pǔtōng)感应发电机的定速风电机组
第4页，共33页。
0.5 0.4 0.3
C p 0.2
0.1
0o
10o
2.5o
5o
0.0
-0.1 0
25o
2
4
6
15o
8 10 12 14 16
图9-3 关系(guān xì)曲线
第5页，共33页。
wi n d tu rb i n e 1
Vdc
Vdc (V)
wr
Speed (pu)
pitch pitch angle (deg)
图9-12
wi n d tu rb i n e 2
Trip
Wi n d T urbi ne Pro te cti o n
Trip Time
0
[T ri p_WT ]
0
Phasors pow ergui
第25页，共33页。
信号 1~3 4~6 7~8 9~11
表9-2 双馈变速风电机组输出(shūchū)信号
信号名称 Iabc(cmplx) (pu) Vabc(cmplx)(pu) Vdq_stator(pu) Iabc_stator (cmplx)(pu)
信号定义
以发电机额定电压为基准 值的流入风电机组端口电流 相量
A
A
B
B
C
C
Line1
A B C Three-Phase Fault
<wr (pu)> <P (pu)> <Q (pu)>
|u| <Vabc (cmplx) (pu)>
y From Workspace
基于Adams的风力发电机偏航系统动力学仿真
中图分类号 ： Ｔ Ｍ ３ ｌ ５
文献标志码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ７ — ４ ４ １ ４ （ ２ ０ １ ７ ） ０ 卜０ ０ １ ８ — ０ ３
Ｄｙｎ ａｍｉ ｃ ｓ Ｓｉ ｍ ｕｌ ａｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｗｉ ｎｄ Ｔｕ ｒ ｂｉ ｎｅ Ｙａ ｗ Ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ａｄａ ｍｓ
研究与分析
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ ６ ５ ７ ６ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ ０ ０ ７ — ４ ４ １ ４ ． ２ ０ Ｉ ７ ． ０ １ ． ０ ０ ６
２ ０ １ ７ 第１ 期（ 第３ ０ 卷 ， 总 第１ ４ ７ 期 ） ・ 杌 械 研 电机 偏 航 系统 动 力学 仿 真
Ｓ ＨＩ Ｆ ｅ ｎ ｇ‘ ． ＨＯＵ ’ ＺＵ Ｏ －ｆ ｌ 】
（ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｒ Ｊ ／ 肘∽ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｙ ａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｊ ｉ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｈ ｕ ｂ ｅ ｉ ４ ３ ４ ０ ２ ３ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
石 峰 ！ ， 侯 作富 ’
（ １ ． 长江大学 机械工程学院 ， 湖北 荆 州 ４ ３ ４ ０ ２ ３ ； ２ ． 湘 电 风 能 有 限公 司 ， 湖南 湘潭 ４ １ Ｉ １ ０ ２ ）
摘
要 ：在 多体 动 力 学 软 件 Ａ ｄ ａ ｍ ｓ中 建 立 了风 力发 电机 的模 型 ， 包括 ： 偏航 电机 、 偏 航 齿轮 机 构 、 偏航制动器 、 机舱 、 塔
ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｗ ｎ ｌ ｏ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ｏ ｒ ｎ ｏ ｔ ｉ ｓ ｉ ｕ ｄ ｇ ｅ ｄ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｕ ｍｂ ｅ ｒ ｏ ｆ ｄ ｉ ｓ ａ ｂ ｌ ｅ ｄ ｖ ａ ｗ ｎ ｌ ｏ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｎ ｏ ｒ ｎ ｌ ａ ｌ ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｓ ｅ ｓ ｔ ｉ ｍａ ｔ ｅ ｄ，ｔ ｈ ｕ ｓ
大型变速恒频风力发电机组建模与仿真
大型变速恒频风力发电机组建模与仿真一、本文概述随着全球能源需求的日益增长，以及环保和可持续发展理念的深入人心，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正受到越来越多的关注。
大型变速恒频风力发电机组作为风力发电的核心设备，其性能直接影响到风电场的运行效率和经济效益。
因此，对大型变速恒频风力发电机组进行建模与仿真研究，具有重要的理论价值和实践意义。
本文旨在探讨大型变速恒频风力发电机组的建模与仿真技术。
文章将介绍风力发电的基本原理和大型变速恒频风力发电机组的基本结构。
接着，重点论述数学建模的理论框架和关键模型，如空气动力学模型、机械动力学模型、电力电子转换模型等。
在此基础上，将讨论仿真方法和技术，包括系统仿真、控制算法仿真以及性能评估等方面。
通过具体案例分析，展示建模与仿真技术在大型变速恒频风力发电机组设计、优化和运行控制中的应用。
本文的研究不仅有助于深入理解大型变速恒频风力发电机组的运行机制和性能特性，也为风电场的规划、设计、运行和维护提供了有力支持。
研究成果还可为风力发电技术的发展和创新提供有益参考。
二、风力发电机组的基本原理与结构风力发电机组是利用风能转换成电能的设备，其基本原理和结构是风力发电技术的核心。
风力发电机组主要由风轮（也称为风力机或风叶）、齿轮增速箱、发电机、偏航系统、塔架、控制系统等部分组成。
风轮是风力发电机组的核心部件，它由一组或多组风叶组成，通常呈水平轴或垂直轴布置。
当风吹过风叶时，风叶受到风力的作用开始旋转，将风能转化为风轮的机械能。
风轮旋转的速度与风速成正比，但由于风速的不稳定性，需要通过齿轮增速箱将风轮的旋转速度提高到发电机可以接受的范围内。
发电机是将机械能转换为电能的设备，风力发电机组中常用的发电机主要有同步发电机和异步发电机两种。
发电机的工作原理是通过电磁感应产生电能，当风轮通过齿轮增速箱驱动发电机转子旋转时，发电机的定子中就会产生感应电动势，从而将机械能转换为电能。
机电系统与仿真技术课件4Adams仿真方法与基本操作
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几何建模
测量
恢复/重做
运动
连接
色盘
移动
动态浏览
建构力元素
前后视图
动态旋转
上下视图
左右视图
背景顏色
视窗布置
其他
3.5.2 命令菜单方式 对于主工具箱中不包含的命令，可以在命令菜单栏中选择输入，有以下几种输入菜单命令的方法： 用鼠标选择菜单中的有关命令； 在按下Alt的同时，键入菜单标题中下划线的字母，选择有关菜单，再用同样的方法选择命令； 按F10键激活File菜单，然后用箭头键来移动选择有关菜单和命令； 使用命令快捷键。
ADAMS/PostProcessor : 显示ADAMS仿真结果的可视化图形界面 。 提供了一个统一化的界面，以不同的方式回放仿真的结果。为了能够反复使用，页面设置以及数据曲线格式都能保存起来，这样既有利于节省时间也有利于整理标准化的报告格式。 可以方便地同时显示多次仿真的结果以便比较。
零件
以 Euler角 系统定义部件的旋转方式，同时区分为Body-fixed, Space-fixed ADAMS/View缺省值为Body[3,1,3] 1 -- X axis 2 -- Y axis 3 -- Z axis
部件和几何外形之间的关系
部件 定义可以相对于其它的物体运动的可动物体（刚性体或弹性体），该对象包含以下特性： 质量 转动惯量 初始的位置和方向 (PCS) 初始的速度 几何外形 为了可视化的效果加在可动部件上，比如： 长度 半径 宽度 对于大多数的仿真分析来说，几何外形是不需要的 注意：某些分析中包含碰撞问题，而碰撞力的定义需要依据几何外形来确定碰撞力的大小，有关这个问题，我们将在 Hatchback IV 部分进行讨论。
风力发电系统建模与仿真
风力发电系统建模与仿真近年来，随着全球对可再生能源的需求不断增长，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式，受到了广泛关注。
在风力发电系统设计与优化过程中，建立准确的数学模型并进行仿真分析具有重要意义。
本文将重点探讨风力发电系统的建模与仿真方法，以及相关的应用和发展趋势。
首先，风力发电系统建模是指将实际的风力发电系统转化为数学模型，以便进行定量分析和优化设计。
建模是风力发电系统研究的基础和前提，它能够提供系统的结构、性能和工作原理的详细描述。
在建模过程中，需要考虑各种因素，包括风速、风向、风轮叶片的几何形状和材料、发电机的类型等。
其中，风速是最为重要的参数之一，因为它直接影响到风轮的转速和发电效率。
因此，建立准确的风速模型对于风力发电系统的仿真具有关键性意义。
其次，风力发电系统的仿真是利用建立的数学模型进行计算和分析，以获取系统的性能参数和优化设计。
仿真可以帮助我们理解系统的工作原理，预测系统在不同工况下的运行情况，并优化系统的结构和控制策略。
在仿真过程中，可以考虑到各种不确定性因素，如风速变化、风向变化和负荷变化等，以评估系统的鲁棒性和可靠性。
通过对仿真结果的分析，可以获取系统的输出功率、发电效率、转速曲线等重要参数，为系统设计和运营提供参考依据。
目前，风力发电系统的建模与仿真方法主要有以下几种：1. 机械力学模型：该模型基于风轮的力学特性，将风力转化为机械能，进而转化为电能。
该模型可以通过对风轮叶片的几何形状和材料特性进行建模，以及对风轮转动过程中的力学过程进行分析，得到风力发电系统的转速和输出功率等参数。
2. 控制原理模型：该模型基于风力发电系统的控制策略，通过建立控制回路来实现系统的稳定运行和最大化发电效率。
该模型可以考虑到风速和风向的变化，以及负荷的变化等因素，从而实现对系统的优化设计和性能评估。
3. 数学统计模型：该模型基于对风速的统计分析，通过建立风速的概率分布函数来描述风速的随机性和时变性。
4专题三：MSC.ADAMS风电机组仿真_图文(精)
风电机组关键结构部件有限元分析培训专题三MSC ADAMS 专题三:MSC.ADAMS风电机组仿真陶永忠MSC.Software 公司北京办事处DISCLAIMERMSC.Software Corporation reserves the right to make changes in specifications and other information contained in this MSC Software Corporation reserves the right to make changes in specifications and other information contained in this document without prior notice.The concepts, methods, and examples presented in this text are for illustrative and educational purposes only, and are not intended to be exhaustive or to apply to any particular engineering problem or design. MSC.Software Corporation assumes no liability or responsibility to any person or company for direct or indirect damages resulting from the use of any li bilit ibilit t f di t i di t d lti f th finformation contained herein.User Documentation: Copyright©2005 MSC.Software Corporation. Printed inU.S.A. All Rights Reserved.y yThis notice shall be marked on any reproduction of this documentation, in whole or in part. Any reproduction or distribution of this document, in whole or in part, without the prior written consent of MSC.Software Corporation is prohibited.MSC and MSC. are registered trademarks and service marks of MSC.Software Corporation. MSC.Actran, MSC.ADAMS, MSC.Dytran, MSC.EASY5,MSC.FlightLoads, MSC.Fatigue, MSC.Marc, MSC.Marc Mentat, MSC.Nastran,MSC.Patran, minate Modeler, MSC.Mvision, MSC.Robust Design, SimDesigner, MSC.SimManager, MSC.SOFY,MSC Laminate Modeler MSC Mvision MSC Robust Design SimDesigner MSC SimManager MSC SOFYMSC.visualNastran Desktop, and MSC.visualNastran for Windows are all trademarks of MSC.Software Corporation. NASTRAN is a registered trademark of the National Aeronautics and Space Administration. MSC.Nastran is an enhanced proprietary version developed and maintained by MSC.Software Corporation.All other trademarks are the property of their respective owners.All other trademarks are the property of their respective owners风电机组结构完整的风电机组仿真平台AeroDyn 气动载荷计算AdamsADAMS 系统模型——塔架、叶片、机舱、传动系、约束、载荷等线性/非线性FEA FAST 前处理MATLAB/Simulink控制系统——偏航、桨距角、刹车控制等应力应变分析EASY5液压系统弹性体模拟FEA 详细的齿轮系统模型详细的轴承系统模型疲劳分析软件疲劳寿命分析前处理过程成模型FAST前处理过程生成模型•FAST为NREL开发的ADAMS软件前处理软件,替代原来的ADAMS/WT•FAST使用过程:拷贝练习文件到e:\wt_exercises〉命令提示符开始—〉所有程序—〉附件—〉命令提示符,进入DOS操作窗口cd wt_exercises(进入练习目录wt exercisesfast test12.fst(生成ADAMS模型,包括一个adm文件和个acf文件文件和一个Dir test* 查看一下是否生成相应文件。
风力发电机组主机架动力学仿真
风力发电机组主机架动力学仿真风力发电机组主机架动力学仿真风力发电机组是一种利用风能转化为电能的设备。
其核心部件是主机架，它承载着风轮、发电机等重要组件。
主机架的动力学仿真是设计和优化风力发电机组的重要工作之一。
本文将按照逐步思考的方式，介绍风力发电机组主机架动力学仿真的步骤。
第一步：建立数学模型主机架的动力学仿真需要建立一个数学模型，以描述主机架的运动和力学特性。
首先，考虑主机架的几何形状和材料特性，确定主机架的刚度和质量分布。
然后，基于牛顿第二定律，建立主机架的运动方程。
此外，还需考虑风轮叶片和发电机等附加质量对主机架的影响，将其纳入模型中。
第二步：确定边界条件在进行仿真之前，需要确定主机架的边界条件。
这包括风速、风向和风轮转速等外部环境条件，以及主机架的初始位置和速度等内部条件。
边界条件的选择对仿真结果具有重要影响，需根据实际情况进行准确确定。
第三步：求解运动方程利用数值计算方法求解主机架的运动方程。
可以采用常用的数值积分方法，如龙格-库塔法或欧拉法，对主机架的运动进行离散化处理。
通过迭代计算，可以得到主机架在不同时间点上的位置和速度。
第四步：分析仿真结果根据仿真结果，可以对主机架的动力学性能进行评估和分析。
可以计算主机架的振动幅值、频率和应力等参数，以评估其结构的稳定性和可靠性。
此外，还可以分析主机架在不同风速和转速下的响应特性，为优化设计提供参考。
第五步：优化设计根据仿真结果，对主机架进行优化设计。
可以通过调整主机架的几何形状、材料特性和连接方式等，改善其动力学性能。
为了有效地进行优化设计，还可以利用多目标优化算法，综合考虑结构的稳定性、可靠性和经济性等方面的要求。
总结：风力发电机组主机架动力学仿真是一项重要的工作，可以帮助设计师评估主机架的结构性能、分析其响应特性，并为优化设计提供指导。
通过逐步思考，建立数学模型、确定边界条件、求解运动方程、分析仿真结果和优化设计，可以逐步深入地进行主机架动力学仿真工作，为风力发电机组的设计和优化提供有效支持。
ADAMS仿真分析及调试
设置仿真分析输出
设置输出要求
• 获得位移、速度、加速度和力等4种类型的仿真结果
• 定义其他的输出量: 压力、功、能、动量
可以使用三种方法定义感兴趣的输出
• 选择ADAMS/Solver已经定义的位移、速度、加速度和力的输出
组，并指定参考坐标系
• 使用用户自定义的若干函数表达式定义所需的输出 • 使用用户自定义的子程序REQSUB来定义非标准的输出
5
7.3.1 仿真分析和试验工具
仿真 工具
仿 真 分 析 设 置
仿真分析设置
6
7.3.2 仿真分析和试验---互交式、
选择仿真类型
Default默认、Dynamic动力学、Kinematic运动学、Static静态
选择仿真分析时间的定义方法，输入仿真分析时间
• End Time ----定义停止的绝对时间 • Duration ---- 定义时间间隔
设置仿真过程中输出仿真结果的频率
• Step Size ----输出的时间步长 • Steps ----总共输出的步数
开始仿真分析
中途停止分析
中途停止分析
7
7.3.3 注意问题
如 果 中 途 停 止 分 析 ， 然 后 再 按 快捷键开始分析，则 ADAMS/View将从上一次停止的位置接下去分析 如果希望从头开始分析，应该按快捷键，使仿真指针返 回到初始位置 如果希望从上一次分析结束的位置继续分析，采用 Duration定义仿真时间较为方便 在设置输出步长时应该注意:
各种对象的有关分量信息
• 运动副、原动机、载荷和弹性连接等产生的力和力矩（默认） • 构件的各种运动状态: 位移、方向角、速度、角速度、加速度、
角加速（默认质心位置）
MSC MD_ADAMS机构运动学仿真
（3）MD ADAMS 具有明显的功能优势和亮点：相比 MSC ADAMS，MD ADAMS 有明显的功能优势和亮点，主要集 中表现在多学科集成能力、求解性能、新功能改进上。
多学科集成能力的改进
弹性体通用的 MD 数据库 (MD DB) 格式，允许在单个 MD Nastran 的结果文件(.MASTER)中存储多 个弹性体模型。 使用“白匣子（white box）”的输出方式，使得从 MD ADAMS 到 MD Nastran （Adams2Nastran） 的输出发展到单元层次上，因而，对整个系统中单个部件的替换更容易实现。
（1）前处理模块——MD ADAMS/View
MD ADAMS/View 是使用 MD ADAMS 建立机械系统的虚拟样机前处理的可视化环境，包括：定义运动部 件、部件之间的约束关系、施加外力或强制运动。MD ADAMS/View 界面的任何元素，包括工具箱、按钮、菜 单等都可以重新定制，适合用户的特殊需要。利用 MD ADAMS/View 的功能，用户在仿真过程中就可以观察主 要 的 数 据 变 化 以 及 模 型 的 运 动 情 况 ， 使 得 开 发 人 员 迅 速 地 将 注 意 力 集 中 到 模 型 需 要 完 善 的 地 方 。 MD ADAMS/View 可以在设计的早期就开始使用，从而快速发现并纠正设计中的失误之处。
正是因为这些挑战，MSC Software 公司的虚拟样机解决方案在众多的企业获得了应用。这些企业包括了全 部的汽车 OEM 厂商、绝大部分的一级汽车配件商、航空航天、铁道和消费电子产品制造商、甚至 F1 车队。我 们的软件正在各个企业的产品开发流程中发挥作用，以产生创新的产品设计、加强协同、节约时间和成本、降低 开发经营的风险。 在最基本的层面，虚拟样机技术能够让工程设计队伍在提交物理样机之前，就在计算机中建造起他们的虚 拟机械系统，并对其进行测试、校验及改进。MD ADAMS 软件能够让用户通过对其产品的运动情况进行仿真， 来验证其产品的性能、计算约束反力、间隙、碰撞、电机和作动器的尺寸、运转周期、精密定位，并观察包装封 套是否合理等。用户可以快速探索成千上万个设计变量，并将仿真计算结果以图表和曲线形式表达出来，同时还 可以通过三维动画观察这些结果。 用户可以在软件的运动仿真功能基础上增加专业产品、捕捉专业经验、建立专业化模版，在此基础上开发 出完整、协调的虚拟样机，并帮助用户在产品设计中做出重大决策。 虚拟样机的优点 同物理样机试验相比，更快、更节约成本地分析设计的改变对产品性能的影响； 在开发流程的每个阶段获得更完善的设计信息，从而降低开发风险 通过分析大量的设计方案的分析，优化整个系统的性能，提高产品质量 仿真分析方法随意改变，而无须更改试验仪器、固定设备以及试验程序 在安全的环境下工作，不必担心关键数据丢失或由于恶劣天气造成的设备失效
adams-amesim联合仿真PPT课件
AMESim
设计您的系统
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提供给您的 最终客户
ADAMS、AMESim
联合仿真-ADAMS、AMESim
7/21/2020
.
1
内容提纲
一、ADAMS简介 二、AMESim简介 三、联合仿真
7/21/2020
.
2
一、ADAMS简介
基于计算多体系统动力学 用于系统运动学、动力学分析和仿真
工程机械 汽车制造业
通用机械制造业
7/21/2020
航天航空业
改善品质
REFINE
• 输入法则 • 加入摩擦、滑动等 参数
ITERATE
• What if? 执行试验设计
改善效率 产品改善
OPTIMIZE • 最优化 • 敏感度研究
AUTOMATE • 使用Macro命令 • 自行定义对话框
• 结果比较
Do results match?
NO • 加入控制挠性(FEA)
A/Insight （统计分析）
A/Durabilityห้องสมุดไป่ตู้耐久性分析）
A/Tire（轮胎与路面建构模组，分 Handling 和
AVT toolkit（履带车辆分析）
Durability）
A/LGT（起落架设计）
7/21/2020
.
4
系统整合表
与CAD软件整合的软件如下：
I-DEAS
Mechanism Design
A/Solver（求解核心器，含运动、（准）静定、 动 力 学 的 线 性 及 非 线 性 分 析 ， 可 与 C++ 或
CAD 介面整合模组
第三章ADAMS仿真
3 双振动体惯性往复近共振筛的ADAMS动力学仿真分析3.1 多刚体动力学仿真分析软件ADAMS简介ADAMS是由美国MDI研发的对机械系统的运动学及动力学有强大分析功能的虚拟样机分析软件，它采用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，建立完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。
ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。
ADAMS软件由基本模块、扩展模块、借口模块、专业领域模块及工具箱组成。
用户不仅可以采用通用模块对一般的机械系统进行仿真，而且可以采用专用模块对特定工业应用领域的问题进行快速有效的建模和仿真分析。
其中基本模块主要包括以下几种：（1）用户界面模块（ADAMS/view）ADAMS/view是ADAMS系列产品的核心模块之一，提供了丰富的零件几何图形库、约束库和力／力矩库及图形快捷键和菜单快捷键，采用Parasolid作为实体建模的核，并且支持布尔运算，具有界面友好、操作方便的特点。
在建模过程中，ADAMS自动将相邻的实体赋予不同的颜色，以便区分，色彩渲染效果逼真。
模型的缺省材料为钢，而且各部分实体重心缺省位置在其形心，实体转动惯量由ADAMS根据实体尺寸以钢为缺省材料算出，上述属性均可由用户根据实际情况修改，用户甚至可以改变重力加速度的大小和方向（2）求解器模块（ADAMS/Solve）ADAMS/Solve可以对刚体和弹性体进行仿真分析。
为了进行有限元分析和控制系统研究，用户除要求软件输出位移、速度、加速度和力外，还可要求模块输出用户自己定义的数据。
用户可以通过运动副、运动激励、高副接触、用户定义的子程序等添加不同的约束。
用户同时可求解运动副之间的作用力和反作用力，或施加单点外力。
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风电机组关键结构部件有限元分析培训专题三MSC ADAMS 专题三:MSC.ADAMS风电机组仿真陶永忠MSC.Software 公司北京办事处DISCLAIMERMSC.Software Corporation reserves the right to make changes in specifications and other information contained in this MSC Software Corporation reserves the right to make changes in specifications and other information contained in this document without prior notice.The concepts, methods, and examples presented in this text are for illustrative and educational purposes only, and are not intended to be exhaustive or to apply to any particular engineering problem or design. MSC.Software Corporation assumes no liability or responsibility to any person or company for direct or indirect damages resulting from the use of any li bilit ibilit t f di t i di t d lti f th finformation contained herein.User Documentation: Copyright©2005 MSC.Software Corporation. Printed inU.S.A. All Rights Reserved.y yThis notice shall be marked on any reproduction of this documentation, in whole or in part. Any reproduction or distribution of this document, in whole or in part, without the prior written consent of MSC.Software Corporation is prohibited.MSC and MSC. are registered trademarks and service marks of MSC.Software Corporation. MSC.Actran, MSC.ADAMS, MSC.Dytran, MSC.EASY5,MSC.FlightLoads, MSC.Fatigue, MSC.Marc, MSC.Marc Mentat, MSC.Nastran,MSC.Patran, minate Modeler, MSC.Mvision, MSC.Robust Design, SimDesigner, MSC.SimManager, MSC.SOFY,MSC Laminate Modeler MSC Mvision MSC Robust Design SimDesigner MSC SimManager MSC SOFYMSC.visualNastran Desktop, and MSC.visualNastran for Windows are all trademarks of MSC.Software Corporation. NASTRAN is a registered trademark of the National Aeronautics and Space Administration. MSC.Nastran is an enhanced proprietary version developed and maintained by MSC.Software Corporation.All other trademarks are the property of their respective owners.All other trademarks are the property of their respective owners风电机组结构完整的风电机组仿真平台AeroDyn 气动载荷计算AdamsADAMS 系统模型——塔架、叶片、机舱、传动系、约束、载荷等线性/非线性FEA FAST 前处理MATLAB/Simulink控制系统——偏航、桨距角、刹车控制等应力应变分析EASY5液压系统弹性体模拟FEA 详细的齿轮系统模型详细的轴承系统模型疲劳分析软件疲劳寿命分析前处理过程成模型FAST前处理过程生成模型•FAST为NREL开发的ADAMS软件前处理软件,替代原来的ADAMS/WT•FAST使用过程:拷贝练习文件到e:\wt_exercises〉命令提示符开始—〉所有程序—〉附件—〉命令提示符,进入DOS操作窗口cd wt_exercises(进入练习目录wt exercisesfast test12.fst(生成ADAMS模型,包括一个adm文件和个acf文件文件和一个Dir test* 查看一下是否生成相应文件。
开始MSC software •—〉所有程序—〉MSC.software—〉MD ADAMSR3—〉Aview—〉ADAMS View,或直接点击桌面上ADAMS/View的快捷方式进入ADAMS/View。
•按照下图设置,点击OK键进入。
•在随后出现的文件导入对话窗口中选择:•导入的模型如右图所示:在主工具箱内选择显示下视图•在主工具箱内选择,显示下视图:熟悉ADAMS,并设置视图方向并设置视图方向•熟悉ADAMS/View中对视图的操作–t ——移动–r ——转动–w——局部–f ——全图–shift+f——正视图–……•从Tool菜单下选择Commandnavigater,并选择命令:并选命令导入刚生成的ADAMS/Solver文件•选择file—〉Import,导入acf文件file导入设置图标大小•setting—〉icons, 从setting弹出右图所示的对话窗,在New Size中输入0.4,选择OK按钮。
04设置Solver选项•Setting—〉Solver—〉从菜单Setting SolverExcutable,按照右图所示进行设置,设置完成后选择Close按钮。
在ADAMS中进行脚本仿真•Simulation—〉菜单SimulationScripted Simulation,按照右图所示进行设置,设置完成后选择按钮开始进行脚本仿真。
仿真过程会弹出信息窗口,如下图所示。
观察仿真结果从菜单R i•Review —〉Animation Controls,按照右图所示进行设置,设置按钮完成后选择按钮。
观察仿真结果•Review —〉Postprocessing,进入后从菜单R i P t i进入后处理界面。
下图所示为塔架基座处所受到X、Y方向的载荷观察仿真结果•Review —〉Postprocessing,进入后处从菜单R i P t i进入后处理界面。
下图所示为叶片1上第一段所受到X、Y方向的风载荷•File —〉Import,按照下图输入参数,从菜单Fil I t按照下图输入参数pp y 选择Apply按钮导入导流罩几何外形。
•同样按照下图输入参数导入第一个叶片几何外形同样按照下图输入参数,导入第一个叶片几何外形。
•修改Orientation为0,120,0,再次导入第二个叶片几何外形。
•修改Orientation 为0,‐120,0,再次导入第三个叶片几何外形。
次导入第个叶片何外形从菜单Fil I t按照下图输入参数•File —〉Import,按照下图输入参数, pp y 选择Apply按钮导入机舱几何外形。
删除原来的CAD几何外形删除机舱和导流罩上原有的几何外形从菜单•删除机舱和导流罩上原有的几何外形,从菜单Edit 下选择Delete。
从菜单•Simulation —〉Simulation Script —〉Modify,在弹出的数据库导航器中选择Script_1,并增加一行,如下图所示,再择Ok按钮。
如下图所示再择按钮从菜单Controls 再次运行仿真并观•Simulation —〉Scripted ,再次运行仿真并观察模型各阶振动模态。
d t t 为该风机系统的模态•文件mode.txt 为该风机系统的模态。
在控制分析此•ADAMS中可以进行简单的PID控制分析。
此处以偏航控制为例进行说明当然可以与处以偏航控制为例进行说明,当然也可以与控制软件如MATLAB、EASY5进行复杂控制系统与机械系统的联合仿真。
统与机械系统的联合仿真修改模型中控制偏航的力矩_•YawActuator SF 如下所示。
修改模型中控制偏航的命令变量YawPosDemand V •YawPosDemand_V 如下所示,然后选择OK按钮。
修改模型中控制偏航的命令变量YawRateDemand V •YawRateDemand_V 如下所示,然后选择OK按钮。
进行控制——机械耦合分析•新建模型中仿真脚本如下所示,然后选择OK按钮。
新建模型中仿真脚本如下所示然后选择按钮风电机组关键结构部件有限元分析进行控制——机械耦合分析•使用新的仿真脚本进行仿真,仿真结束后进入动画和后处使用新的仿真脚本进行仿真仿真结束后进入动画和后处理,观察一下机舱的偏航情况。
进行机械刚弹耦合分析•将模型中导流罩用弹性体进行替换,以进行刚弹耦合分析。
进行机械刚弹耦合分析•替换后的模型如下图所示。
替换后的模型如下图所示谢谢!。