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Amesim最早是由法国的Imagine公司开发的,Imagine公司成立于1987年,由法国里昂第一大学的Michel Lebrun博士创建,旨在控制复杂的动态系统,将液压伺服执行机构与有限单元机械结构耦合起来。1989年完成核心的建模方法与算法的开发。20世纪90年代初,与英国巴斯大学的C. W. Richards教授合作,并于1995年推出了Amesim的第一个商业版本,当时该产品致力于流体控制系统。2007年,Imagine公司被比利时LMS国际公司全资收购,2012年,LMS公司被西门子收购。目前Amesim的最新版本为Simcenter Amesim 2020.1。
Amesim(Advanced Modeling Environment for performing Simulation of engineering systems)是一种工程系统高级建模和仿真平台。Amesim的建模方法是基于功率键合图,与键合图相比,它具有直观图形的界面,可实现面向原理图建模,在整个仿真过程中,仿真系统都是通过直观的图形界面展现出来的。
Amesim软件中的元件都可以双向传递数据,并且变量都具有物理意义。它用图形的方式来描述系统中各设备间的联系,能够反映元件间的负载效应和系统中能量、功率的流动情况。该软件中元件的一个接口可以传递多个变量(如图 14‑45所示),使得不同领域的模块可以连接在一起,这样大大简化了模型的规模;另外,该软件还具有多种仿真方式,如稳态仿真、动态仿真、批处理仿真、间断连续仿真等,这可以提高系统的稳定性和保证仿真结果的精度。
Amesim采用标准的ISO图标和简单直观的多端口框图,具有丰富的模型库(如图 14‑46所示),涵盖了液压、液压管路、液压该元件设计、液压阻力、机械、热流体、电气、控制等领域,能使这些领域在统一的开发平台上实现系统工程的建模与仿真,而成为多学科、多领域系统分析的标准环境,为用户建立复杂的系统提供了极大的便利。
Amesim仿真模型的建立、扩充或改变都是通过图形界面(GUI)来进行的,用户只专注于工程项目中物理系统本身设计,不需要专门学习编程语言就可以直接进行建模和仿真分析;Amesim还提供了标准、规范的二次开发平台,用户还可自己编写C或Fortran代码进行自定义建模,并将自定义模型融入Amesim模型库。
Amesim有4种建模方式,分别为:基于整体性能的功能模型、基于几何结构的动态模型、基于方程的框图模型和自定义代码模型。
Amesim具有多种仿真运行模式,可进行动态仿真、稳态仿真、间断连续仿真以及批处理仿真。用户可实现动态分析、参数优化和稳态分析。Amesim提供了齐全的工具,为用户分析和系统优化提供了极大的便利,主要包括:线性化分析工具(系统特征值的求解;Bode图, Nichols图, Nyquist图;根轨迹分析),模态分析工具,频谱分析工具(快速傅里叶转换FFT;阶次分析;频谱图)以及模型简化工具。用户可以在AMESim平台上研究任何元件或系统的稳态和动态性能。
Amesim带有关于算法的智能求解器,能够根据用户所建模型的数学特性在21种可选算法中自动选择最佳积分算法,并根据在不同的仿真时刻的系统的特点动态地切换积分算法和调整积分步长以缩短仿真时间和提高仿真精度。
Amesim为控制、实时仿真、多体仿真、过程集成和设计优化等第三方软件提供了广泛的的接口,同时提供一个通用共仿真接口以连接多领域系统仿真和任何一种三维动态模型,例如计算流体动力仿真或有限元分析,这使得Amesim可以无缝地集成到数字开发过程中。主要接口包括:
脚本语言:Matlab、Python、Microsoft Visual Basic、Scilab控制:Simulink、NI System Build实时目标:dSPACE, xPC Target, RT-LAB多体仿真:Simcenter3D、LMS Virtual.Lab Motion、MSC.Adams三维建模CAD:标准CAD模型STEP(step、stp)和Parasolid(x_b、x_t)计算流体力学CFD:Ansys Fluent、Ansys CFX、Star-CCM+有限元分析FEA:FEM Configuration Tool、Nastran、Abaqus、Ansys、Flux过程综合与设计优化:HEEDS、NOESIS Optimus、iSIGHT通用共仿真接口:Generic co-simulation interfaceModelica输入:Modelica Platform对于系统建模仿真而言,Amesim从基础元件设计出发,考虑了摩擦、介质的本身特性、环境温度等非常难以建模的部分,直到组成部件和系统功能进行性能仿真和优化,并能联合其他优秀软件进行联合仿真和优化,同时还可以考虑控制器在环构成闭环系统进行仿真,使得设计出的产品完全满足实际应用环境的要求。Amesim用于多学科系统建模仿真,得到了世界各国用户的一致认可。