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技术支持

  • MWorks.Sysplorer概述
  • MWorks.Sysplorer功能与特征
  • MWorks.Sysplorer应用领域
  • Modelica语言
  • 背景与历史
  • 主要特征与显著优势
  • 行业运用
  • MWorks.Sysplorer概述

    MWorks.Sysplorer是新一代多领域工程系统建模、仿真、分析与优化通用CAE平台,基于多领域统一建模规范Modelica,提供了从可视化建模、仿真计算到结果分析的完整功能,支持多学科多目标优化、硬件在环(Hardware-In-the-Loop, HIL)仿真以及与其他工具的联合仿真。

    图1-1  MWorks.Sysplorer架构

    利用现有大量可重用的Modelica领域库,MWorks.Sysplorer可以广泛地满足机械、电子、控制、液压、气压、热力学、电磁等专业,以及航空、航天、车辆、船舶、能源等行业的知识积累、建模仿真与设计优化需求。

    图1-2  Modelica建模实例——六自由度机械手

    MWorks.Sysplorer作为多领域工程系统研发平台,能够使不同的领域专家与企业工程师在统一的开发环境中对复杂工程系统进行多领域协同开发、试验和分析。

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  • MWorks.Sysplorer功能与特征

    多工程领域的系统建模 MWorks.Sysplorer具备多工程领域的系统建模和仿真能力,能够在同一个模型中融合相互作用的多个工程领域的子模型,构建描述一致的系统级模型,适应于机械、电子、控制、液压、气压、热力学、电磁等众多工程领域。

    多文档多视图建模环境 MWorks.Sysplorer提供多文档多视图的建模环境,支持同时打开多个文档,编辑和浏览多个不同模型。每个文档具有模型文本、模型图标、组件连接图、信息说明等多个视图,支持多种形式的模型浏览与编辑。

    多种形式建模支持 MWorks.Sysplorer支持组件拖放式、文本编辑式与类型向导式等多种建模方式,提供代码框架、编码助手、语法高亮、代码折叠、代码规整、连接合法性自动检查、模板式参数编辑、模型逐级展开和回退等辅助建模功能。

    可定制的模型库 MWorks.Sysplorer提供丰富的领域模型库,并具备开放的模型库定制功能,以满足不同的建模需求,便于模型资源的重用。用户可以通过定制配置文件或动态加载需要的模型库,可以自由增删或更改模型库中的元件。

    物理单位推导与检查 MWorks.Sysplorer全面支持SI国际单位制,提供可靠的单位推导与检查功能。根据模型方程进行单位推导,并自动检测单位不匹配的错误。支持计算单位与显示单位的分离,提供显示单位的定制与扩展功能。

    仿真代码自动生成 MWorks.Sysplorer通过模型编译生成模型方程系统,通过模型推导与符号简化生成模型求解序列,基于标准C语言,自动生成模型仿真代码;通过对仿真代码的编译,进而生成可独立运行的参数化仿真分析程序。

    结果分析与后处理 MWorks.Sysplorer提供结果数据的曲线显示和3D动画显示功能,支持不同仿真实例的结果比较。提供丰富的曲线运算与操作功能、动画控制与视图操作功能,支持曲线显示自变量的定制选择。

    硬件在环仿真 MWorks.Sysplorer提供硬件在环仿真功能,通过内嵌通讯模块的实时信号采集与输出,支持软件模型与实物设备的联合仿真。通过输出模型仿真C代码到dSPACE、xPC等硬件设备,支持实时硬件在环仿真。

    良好的可扩展性 MWorks.Sysplorer支持对外部C/Fortran函数和外部应用的嵌入与调用,提供了与Matlab/Simulink的接口,可以将模型输出为S-Function形式,提供命令与脚本功能,支持定制开发、批量处理与MWorks.Sysplorer外部调用。

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  • MWorks.Sysplorer应用领域

    MWorks.Sysplorer平台提供的基础元器件模型库覆盖了机械、电子、控制、热力学、电磁等学科领域,并通过了实验验证。通过基础元器件的组合,用户能够方便快捷的构建高置信度的产品模型,从而有效提高产品设计质量,缩短开发周期,降低研发成本。

    表 3.1 基础元器件库构

    此外,华中科技大学CAD中心与苏州同元软控信息技术有限公司自主研发了汽车、能源、航空等行业模型库,不仅提供了专业相关的基础元器件,还内置了常用的标准零部件模型和相关数据,有利于提高零部件选型和方案设计效率。

    车辆动力学库 提供了底盘、传动系统、动力系统、发动机、变速箱等汽车关键零部件模型,以及各种标准工况表。适用于蓬车及子系统的动力学性能仿真、分析与优化,如操纵稳定性、平顺性、制动稳定性、侧翻稳定性等。

    异步电机模型库 提供了电机转轴、定转子、磁阻等零部件模型,并内置磁化曲线、磁性材料等数据。适用于三相异步电机的动态性能分析,并可解决电磁、控制和机械藕合问题。通过扩展,还可适用于水轮发电机、风力发电机和汽轮发电机等大型发电机组的建模与性能分析。

    航空液压模型库提供了液压系统常规的动力单元、执行单元、液阻、管道等元器件以及航空液压系统专用部件模型或数据,如隔离控制阀、整流罩锁、作动筒、流液特性数据等。适用于飞机反推力装置、起落架等设备的液压系统动态性能分析、故障模拟及硬件在环仿真。

    基于Modelica对多领域物理系统统一建模的支持,MWorks.Sysplorer平台可广泛应用于航空、航天、汽车、工程机械、能源设备和化工等诸多行业,以解决复杂产品设计中的多领域耦合问题。例如,在航空工业中对起落架系统动态性能分析、柔性飞行器飞行动力学性能分析、直升机/旋翼机自动飞行控制系统设计与动态性能分析等;在航天工业中进行轨道动力学仿真、卫星姿态和轨道控制系统设计与动态分析等;在汽车工业中进行混合动力汽车快速原型设计、涡轮增压发动机的动态性能仿真与设计、车辆动力性及燃油经济性与排放特性动态分析与优化设计、底盘与传动系统的实时硬件在环仿真等;在工程机械行业进行挖掘机液压和传动系统设计与动态仿真、起重机伸缩臂动态性能仿真分析等;在能源动力行业进行核电轻水反应堆系统性能分析、太阳能发电设备系统设计与分析、制冷设备设计与分析等;在化工行业进行污水处理设备优化设计与仿真分析、流体食品加工设备的仿真等。

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  • Modelica语言

    背景与历史

    统一建模语言具有领域无关的通用模型描述能力,由于采用统一的模型描述形式,因此基于统一建模语言的方法能够实现复杂系统的不同领域子系统模型间的无缝集成。有关系统统一建模语言的研究最早源于Elmqvist博士论文,随后许多学者对此展开研究,结合面向对象设计思想,引入“类”的概念对物理系统“方程”进行封装与扩展,从而奠定了该领域面向对象统一建模思想的理论基础。

    随着面向对象建模语言研究的不断深入,多种建模语言并存导致模型定义与转换的混乱。为此,欧洲仿真协会EUROSIM于1996年组织了瑞典等6个国家建模与仿真领域的14位专家,针对多领域物理统一建模技术展开研究,提出通过国际开放合作,研究设计下一代多领域统一建模语言Modelica,2000年成立非盈利的国际仿真组织——Modelica协会。由该协会每隔一年半组织一次Modelica学术会议,交流和探讨Modelica语言相关理论、系统开发及应用等方面的研究进展,基于Modelica的领域知识模型库建设与维护。每两个月定期召开一次设计会议,讨论Modelica的扩展与完善。

    从1997年9月Modelica语言1.0版本开始,目前已到3.3版。经过广泛的国际合作,基于Modelica语言的模型库积累迅猛增长,并已公开发布多个免费共享模型库和一些付费的专业领域模型库,其模型库已覆盖汽车动力学、系统动力学、燃料电池、热动力、模糊控制等许多工程领域等。任何研究人员均可在Modelica协会的网站(www.modelica.org)下载这些共享资源,利用这些资源用户可以快速地构建自己的仿真应用。

    苏州同元软控信息技术有限公司从2001年开始研究基于Modelica的多领域建模与仿真技术,经过长期的潜心研发,开发了拥有完全自主知识产权的基于Modelica复杂工程系统建模、仿真与优化一体化的计算平台MWorks.Sysplorer,在国内和亚太地区处于领先地位。

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  • Modelica语言

    背景与历史

    统一建模语言具有领域无关的通用模型描述能力,由于采用统一的模型描述形式,因此基于统一建模语言的方法能够实现复杂系统的不同领域子系统模型间的无缝集成。有关系统统一建模语言的研究最早源于Elmqvist博士论文,随后许多学者对此展开研究,结合面向对象设计思想,引入“类”的概念对物理系统“方程”进行封装与扩展,从而奠定了该领域面向对象统一建模思想的理论基础。

    随着面向对象建模语言研究的不断深入,多种建模语言并存导致模型定义与转换的混乱。为此,欧洲仿真协会EUROSIM于1996年组织了瑞典等6个国家建模与仿真领域的14位专家,针对多领域物理统一建模技术展开研究,提出通过国际开放合作,研究设计下一代多领域统一建模语言Modelica,2000年成立非盈利的国际仿真组织——Modelica协会。由该协会每隔一年半组织一次Modelica学术会议,交流和探讨Modelica语言相关理论、系统开发及应用等方面的研究进展,基于Modelica的领域知识模型库建设与维护。每两个月定期召开一次设计会议,讨论Modelica的扩展与完善。

    从1997年9月Modelica语言1.0版本开始,目前已到3.3版。经过广泛的国际合作,基于Modelica语言的模型库积累迅猛增长,并已公开发布多个免费共享模型库和一些付费的专业领域模型库,其模型库已覆盖汽车动力学、系统动力学、燃料电池、热动力、模糊控制等许多工程领域等。任何研究人员均可在Modelica协会的网站(www.modelica.org)下载这些共享资源,利用这些资源用户可以快速地构建自己的仿真应用。

    华中科技大学CAD中心与苏州同元软控信息技术有限公司从2000年开始研究基于Modelica的多领域建模与仿真技术,经过长期的潜心研发,开发了拥有完全自主知识产权的基于Modelica复杂工程系统建模、仿真与优化一体化的计算平台MWorks.Sysplorer,在国内和亚太地区处于领先地位。

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  • Modelica语言

    主要特征与显著优势

    Modelica基于非因果建模思想,采用数学方程(组)和面向对象结构来促进模型知识的重用,是一种面向对象的结构化数学建模语言,支持类、继承、方程、组件、连接器和连接。它采用基于广义基尔霍夫原理的连接机制进行统一建模,可以满足多领域需求,例如机电模型(机器人、汽车和航空应用中的机电系统包含了机械、电子、液压和控制子系统)、过程应用、电力发电和输送等。Modelica模型的数学描述是微分、代数和离散方程(组),相关的Modelica工具能够决定如何自动求解方程变量,因而无需手工处理。对具有超过10万个方程的大规模模型,可以使用专门算法进行有效处理。

    Modelica语言主要特点如下:

    基于方程的非因果建模 非因果建模是一种陈述式建模方式,意味着基于方程而不基于赋值语句。方程不管哪个变量是输入(已知)、哪个变量是输出(未知);对于赋值语句,赋值符号左边总是输出,右边总数输入。基于方程的模型其因果特性是不明确的,只有在方程系统求解时才确定变量的因果关系。非因果建模适于表达复杂系统的物理结构,基于方程的Modelica模型也比传统包含赋值语句的模型具有更强的复用性。

    多领域建模Modelica能够描述电气、机械、热力学、液压、生物、控制等多领域模型或组件,已有大量可复用的领域库。

    面向对象建模Modelica具有面向对象语言特征:类、泛型(C++模板)、子类型,允许组件复用和模型进化。 Modelica提供良好的软组件模型,通过组件(接口)相互连接,快速搭建复杂物理系统。

    连续离散混合建模Modelica支持连续离散混合建模,可建模仿真变量值只在某个时间点发生变化(电源开/关)、变量的变化不连续的(离合器分离/结合)、尽管不是瞬态变化但变化时间区间小(阀门开/关)等情况。


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  • Modelica语言

    行业运用

    基于Modelica的多领域统一建模方法为复杂机电产品设计、分析与优化奠定了基础,目前在欧洲、美国、加拿大、中国、日本等国家和地区研究发展迅猛,市场上已有成熟的软件工具,其典型代表有国内的MWorks.Sysplorer和国外的Dymola。

        基于Modelica语言的建模仿真技术已在汽车、动力、电力、污水处理等国内外行业的仿真中得到了广泛应用,福特、丰田、宝马、德国航空航天中心等均已开始采用Modelica语言进行多领域系统的工程化仿真应用。由欧洲仿真协会EUROSIM牵头,Dassault负责组织,联合奔驰、宝马、西门子、ABB等国际知名公司,全面启动了欧洲最大的资源库计划,共同构建基于Modelica的欧洲模型库——EUROSYSLIB。国内以华中科技大学和苏州同元软控信息技术有限公司为主导,开始在国内航天、航空、汽车、能源等行业广泛应用基于Modelica多领域建模和仿真技术,在中国大飞机项目、汽车整车建模与分析等应用中取得了良好效果。

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教学视频

  • Modelica系统建模建模仿真概论

  • MWorks系统建模仿真基础

  • 电气系统建模仿真

  • 流体系统建模仿真

  • 控制系统建模仿真

  • 热力系统建模仿真

  • 机械系统建模仿真

  • 通信系统建模仿真

  • 外部模型集成专题

MWorks.Sysplorer 2020(x86)4.2.0.667

MWorks.Sysplorer 2020(x86)4.2.0.667

2020-06-23

MWorks.Sysplorer 2020(x86)4.2.0.667

MWorks.Sysplorer 2020(x64)4.2.0.667

MWorks.Sysplorer 2020(x64)4.2.0.667

2020-07-13

MWorks.Sysplorer 2020(x64)4.2.0.667

试用许可申请发放流程提示

1.申请者下载MWorks软件并安装,使用MWorks“帮助使用许可辅助”功能获取本机机器码ID;

2.申请者在网页上填写并提交申请表;

3.管理员一周内完成信息确认并生成试用一个月的License文件,通过邮件发放给申请者;

4.申请者进入“帮助 使用许可”界面配置License,操作完毕;

5.有任何技术问题,欢迎电话:18115503283进行咨询。

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