2.5 AMESim軟件介紹

2.5.1 AMESim軟件簡介

AMESim是世界著名的工程系統高級建模與仿真平臺，它提供了一個系統級工程設計的完整平臺，模型的零部件可以通過各個分析模型進行表述，其中分析模塊能表述系統的液壓、氣動、電子、機械特性。

用戶可以在單一的平臺上建立復雜的多學科領域的機電液一體化系統模型，并在此基礎上進行仿真計算和深入的分析。工程師在一個基于工程應用的AMESim友好環境下可研究元件或者系統的穩態和動態性能。AMESim的圖形化用戶界面使得用戶可以在完整的應用模型庫中選擇需要的模塊來構建復雜系統的模型，如圖2.7所示為AMESim圖形用戶界面。

大量的用戶群使得AMESim已經成為世界范圍內的車輛、發動機、越野設備、航天航空、船舶、軌道交通、冶金設備、海洋工程及重型設備等工業領域內的多學科專業（包括控制、流體、機械、熱分析、電、磁及能源等復雜工程系統）建模與仿真的首選平臺。工程設計師完全可以應用集成的一整套AMESim應用模型庫來設計一個系統或一個流體元部件，所有的這些來自不同物理領域的模型都是經過嚴格的測試和試驗驗證的。AMESim使得工程師迅速達到建模仿真的最終目標：分析和優化設計，從而幫助用戶降低開發的成本和縮短開發的周期。

AMESim模塊中包含了特定的工具和根據各種不同物理領域預定義的零部件組成的應用庫，因此，使用AMESim不需要復雜的三維幾何描述就能夠創建系統的物理模型。現有的應用模型庫有機械庫、信號控制庫、液壓庫（包括管道模型）、液壓元件設計庫、液阻庫、注油庫（如潤滑系統）、氣動庫（包括管道模型）、氣動元件設計庫、熱庫、熱液壓庫等，如圖2.8為液壓模型庫中部分元件。作為在設計過程中的一個主要工具，AMESim還具有與其他軟件包豐富的接口，如Simulink、Adams、LabVIEW、Simpac、Flux2D、RTLab、dSPACE、iSIGHT等。

建模仿真過程分為四個步驟：構建方案模型，為每個元件模塊指定數學模型，設定模型的參數，仿真計算分析。

2.5.2 AMESim的特點

1）AMESim提供了多學科的建模仿真平臺

AMESim在統一的平臺上可以進行機械、液壓、氣動、熱、電和磁等物理領域多學科系統工程的建模和仿真。不同學科領域的模型在AMESim平臺的直接物理連接實現了多學科耦合特性的分析。

2）AMESim是CAE交互仿真平臺

AMESim提供了以下豐富的與其他軟件的接口。

● 控制軟件：MATLAB/Simulink；

● 機構動力學軟件：Adams，Simpack，VL Motion，RecurDyn；

● 電磁場仿真軟件：Flux；

● 實時仿真軟件：RTLab，dSPACE，xPC，Labcar，ADI。

3）AMESim提供了強有力的數字求解器

AMESim的智能求解器能夠根據所建模型的數學特性，自動選擇最佳的積分算法，并根據在不同仿真時刻的系統特點，動態地切換積分算法和調整積分步長，以縮短仿真時間和提高仿真精度。內嵌式自動的數學不連續性處理工具解決了數字仿真的殺手：間斷點的問題。大型液壓管網系統的分配分割計算及批處理和設計探索的分布式計算大大減少了復雜系統分析和優化的時間。

4）AMESim具有穩態/動態性能分析功能

AMESim提供了齊全的分析工具，以方便用戶分析和優化自己的系統：線性化分析工具（系統特征值的求解；Bode圖，Nichols圖，Nyquist圖；根軌跡分析），模態分析工具，頻譜分析工具（快速傅里葉轉換；階次分析；頻譜圖），以及模型簡化工具（Activity Index）。

三維可視化功能 （AMEAnimation）的加入，使得AMESim能夠將AMESim2D機構庫建立的模型自動轉換為三維可視模型，用戶可以在AMEAnimation中清晰地看到所設計機構的動作情況。

5）AMESim具有過程集成和設計優化功能

AMESim內嵌的設計探索模塊，使得用戶可以直接在AMESim中進行試驗規劃分析（DOE），優化分析和質量分析（蒙特卡羅）。此外，AMESim還提供了與專業優化工具，包括iSIGHT、Optimus及Frontier的接口。同時，用戶還可以采用Excel或者自己編寫的代碼進行集成或者優化。

6）AMESim具有強大的二次開發功能

AMESim系列產品的中AMESet為用戶提供一個標準化、規范化和圖形化的二次開發平臺：用戶不僅可以直接調用AMESim所有模型的原代碼模板，而且還可以把用戶自己的C或Fortran代碼模型，以圖形化模塊的方式綜合進AMESim軟件包。AMESet可以將用戶在AMESim上建立的模型，生成標準化的C或Fortran代碼，并為此生成相應的標準的說明文檔。

7）AMESim具有實時仿真功能

通過AMESim的實時仿真功能，可以將在AMESim上建立的離線模型生成用戶指定的實時平臺所需要的實時代碼，避免了用戶重新在實時仿真平臺上建立實時模型煩瑣的工作。AMESim的模型既可以用于離線仿真，又可以用于實時仿真； 既可以用于設計階段，又可以用于產品驗證階段。