內容簡介
機電系統聯合仿真與集成最佳化案例解析隨著計算機仿真技術在機電系統套用中的深入，研究對象由機械、控制、液壓等不同領域子系統組合而成的情況迅速增加，採用單一軟體的分析方法已經難以適應研究對象發展的需要，多學科聯合仿真技術為解決這類問題提供了手段。
本書著重介紹常用機電系統分析軟體ANSYS、MATLAB、ADAMS、recurdyn、AMESim的聯合仿真及其與iSIGHT軟體的集成最佳化技術。
本書可供高等院校的研究生及科研院所、企業有關專業設計人員參考，套用領域包括汽車、航空航天、機械、液壓等行業。
目錄
第1章 緒論 1
1.1 機電系統 1
1.1.1 機電系統的組成 1
1.1.2 機電系統的發展 2
1.1.3 機電系統的現代設計方法 3
1.2 仿真技術及其在機電系統中的套用 4
1.2.1 仿真的分類 4
1.2.2 計算機仿真的發展現狀 6
1.2.3 計算機仿真在機電系統中的套用 7
1.2.4 計算機仿真的發展趨勢 10
1.3 聯合仿真技術 11
1.3.1 聯合仿真技術的產生及其內涵 11
1.3.2 聯合仿真的主要方式 12
第2章 常用分析軟體介紹 15
2.1 MATLAB軟體介紹 15
2.1.1 MATLAB的發展歷程和影響 15
2.1.2 MATLAB/Simulink功能簡介 16
2.1.3 MATLAB功能特點 17
2.1.4 Simulink簡介及特點 18
2.2 ADAMS軟體介紹 20
2.2.1 ADAMS軟體簡介 20
2.2.2 ADAMS軟體的組成 21
2.3 RecurDyn軟體介紹 23
2.3.1 RecurDyn軟體簡介 23
2.3.2 RecurDyn的產品模組 24
2.3.3 RecurDyn軟體的特點 28
2.4 ANSYS軟體介紹 28
2.4.1 ANSYS軟體簡介 28
2.4.2 基本分析步驟 30
2.5 AMESim軟體介紹 31
2.5.1 AMESim軟體簡介 31
2.5.2 AMESim的特點 33
第3章 基於ADAMS與ANSYS的剛柔耦合動力學仿真 35
3.1 剛柔耦合動力學介紹 35
3.1.1 ADAMS柔性分析模組介紹 36
3.1.2 基本原理 36
3.2 ANSYS/ADAMS聯合仿真基本步驟 38
3.3 機器人柔性臂分析實例 39
3.3.1 問題定義 39
3.3.2 建立有限元模型 40
3.3.3 ANSYS/ADAMS接口檔案生成 42
3.3.4 在ADAMS中讀入模態中性檔案 43
3.3.5 在ADAMS中建立Flex體模型 44
3.3.6 後處理結果輸出 45
3.3.7 簡單誤差分析 46
第4章 ANSYS與RecurDyn聯合仿真 47
4.1 ANSYS與RecurDyn聯合仿真介紹 47
4.2 齒輪離心力補正問題 48
4.3 ANSYS與RecurDyn聯合仿真方法 48
4.3.1 ANSYS有限元建模 48
4.3.2 RecurDyn 動力學建模 55
4.3.3 ANSYS離心力校正 61
4.3.4 RecurDyn離心力校正求解 63
4.3.5 仿真結果分析 65
第5章 ADAMS與MATLAB聯合仿真 71
5.1 機械與控制系統聯合仿真介紹 71
5.2 ADAMS/Controls模組 72
5.2.1 ADAMS/Controls介紹 72
5.2.2 使用ADAMS/Controls基本步驟 73
5.3 單級倒立擺的控制問題 74
5.4 倒立擺控制問題的聯合仿真方法 77
5.4.1 建立ADAMS動力學模型 77
5.4.2 定義輸入變數 78
5.4.3 導出ADAMS模型 81
5.4.4 在MATLAB/Simulink中導入ADAMS模型 82
5.4.5 聯合仿真分析 85
第6章 RecurDyn與MATLAB聯合仿真 88
6.1 RecurDyn與MATLAB接口介紹 88
6.2 RecurDyn與MATLAB聯合仿真的主要步驟 88
6.3汽車巡航控制系統的聯合仿真 89
6.3.1 汽車巡航控制系統的發展歷程 89
6.3.2 汽車巡航控制系統的原理 90
6.3.3 汽車縱向動力學模型 91
6.3.4 控制系統模型 92
6.3.5 在RecurDyn中搭建車輛動力學模型 94
6.3.6 定義輸入/輸出接口 101
6.3.7 導出ReurDyn模型 104
6.3.8 連線RecurDyn與MATLAB 104
6.3.9 運行聯合仿真 106
第7章 ADAMS與AMESim聯合仿真 111
7.1 ADAMS與AMESim接口 111
7.1.1 接口介紹 111
7.1.2 接口準備 111
7.1.3 需要注意的問題 112
7.2 用AMESim作為仿真主界面進行仿真 114
7.2.1 問題定義 114
7.2.2 ADAMS建模及模型確認 114
7.2.3 定義模型的輸入/輸出 116
7.2.4 導出模型 119
7.2.5 創建AMESim模型 121
7.2.6 導入ADAMS模型 121
7.2.7 聯合仿真模型參數設定 124
7.2.8 運行仿真 126
7.3 用ADAMS作為仿真主界面進行仿真 128
7.3.1 軟體設定 129
7.3.2 模型準備 129
7.3.3 建立ADAMS模型 131
7.3.4 定義輸入/輸出狀態變數 132
7.3.5 創建GSE 133
7.3.6 運行聯合仿真 134
第8章 AMESim與MATLAB/Simulink聯合仿真 137
8.1 介紹及主要步驟 137
8.1.1 聯合仿真的主要步驟 137
8.1.2 軟體環境設定 139
8.2 飛行控制系統的聯合仿真 140
8.2.1 創建AMESim模型 140
8.2.2 創建接口模組 141
8.2.3 模型編譯 143
8.2.4 將模型導入Simulink中 144
8.2.5 求解器設定 145
8.2.6 聯合仿真分析 146
8.3 共仿真與標準接口的區別 147
8.4 車輛半主動懸架的聯合仿真 148
8.4.1 半主動懸架介紹 148
8.4.2 創建AMESim模型 149
8.4.3 創建控制系統模型 151
8.4.4 運行聯合仿真 153
8.5 多個接口模組的使用 155
8.6 將MATLAB中的線性系統導入AMESim 157
8.6.1 接口介紹 157
8.6.2 實例套用 158
第9章 iSIGHT與MATLAB的集成最佳化 163
9.1 iSIGHT軟體 163
9.1.1 軟體簡介 163
9.1.2 iSIGHT軟體的優點 164
9.1.3 集成最佳化的主要步驟 165
9.2 iSIGHT集成MATLAB實例 166
9.2.1 問題定義 166
9.2.2 定義變數 166
9.2.3 集成MATLAB任務 167
9.2.4 設定約束條件和目標函式 169
9.2.5 運行最佳化計算 170
9.3 集成Simulink模型最佳化 172
9.3.1 問題定義 172
9.3.2 定義變數 174
9.3.3 集成MATLAB腳本檔案 174
9.3.4 設定設計變數和目標函式 176
第10章 iSIGHT與RecurDyn的集成最佳化 178
10.1 集成流程 178
10.2 iSIGHT集成RecurDyn實例 179
10.2.1 問題定義 179
10.2.2 設計變數的參數化 179
10.2.3 集成方法 185
10.2.4 讀取目標函式 189
10.2.5 最佳化算法選擇及結果監控 190
第11章 iSIGHT與Fluent的集成最佳化 193
11.1 Fluent軟體 193
11.1.1 Fluent軟體簡介 193
11.1.2 Fluent軟體的起源與發展 193
11.1.3 Fluent軟體的特點 194
11.1.4 Fluent軟體組成和功能 195
11.2 Fluent與iSIGHT集成概述 196
11.3 葉片的最佳化問題 197
11.3.1 葉片模型 197
11.3.2 參數的確定 198
11.3.3 目標函式的建立 200
11.3.4 邊界條件的建立 200
11.3.5 最佳化集成 200
11.3.6 最佳化方案 212
11.3.7 最佳化結果 216
第12章 基於SimManger的協同仿真初探 219
12.1 SimManger軟體 219
12.1.1 軟體簡介 219
12.1.2 功能和特點 219
12.1.3 系統組件 220
12.2 軟體安裝 221
12.3 Portal開發 224
12.3.1 Schema數據類的建立 225
12.3.2 編寫AE邏輯 227
12.3.3 樹檔案編寫 237
12.4 Portal的部署與套用 238
12.4.1 配置資料庫 239
12.4.2 配置檔案倉庫的路徑 240
12.4.3 配置Portal實例 241
12.4.4 創建Portal資料庫 243
12.4.5 運行註冊檔案 243
12.4.6 載入初始數據 244
12.4.7 Portal基本屬性配置 245
12.4.8 啟動網路套用伺服器 246
附錄A 247
附錄B 249
參考文獻 251
