AMESim 使用经验分享

xuexiyeya

用了5年的AMESim，从4.2版本一直用到12版本，看到这个软件的用户越来越多，一路走来感慨万千，在这里确实有一些东西应该跟大家分享。此外感谢LMS工程师提供的无私帮助


1建模是为了分析什么
仿真的目的是什么，这是LMS工程师经常问的一句话，一般情况下可以分成系统仿真和零部件仿真。根据仿真的目的不同，那么模型的复杂程度自然也就不一样了。打个比方说，以液压系统仿真分析为例，假如我所关心的是整个液压系统在不同工况下的压力和流量变化，那么我一定会用标准液压库（HYD）里面的元件建模。假如我所关心的是阀芯的位移、液动力的大小，那么我就必须用液压元件设计库（HCD）来建模。所以说建模之前首先要问自己，建模是为了分析什么，然后再搭建。AMESim每个库都有自己的分工。当然这两类的仿真并不是对立的，而是互相兼容。Demo自带的装载机模型就是一个很好的例子：仿真的目的是分析不同工况下系统的工作压力变化，当时是系统仿真的范畴，但是液压泵的变量机构会对系统的动态有很大的影响，所以只用HCD把泵的变量机构搭建出就可以了。其他的就用HYD建模。所以一个好的模型应该保留出我们所关心的全部信息，但是一定要简单！
另外有一个误区大家一定要清楚：不是说HCD建的模型就一定比HYD建的模型精确，这是一个大错特错的问题。首先要清楚，HCD建模的确能够考虑比HYD模型更多的物理现象，但是用HCD建模的难度却大了很多，因为需要很多的参数要设置。比如说滑阀的建模，HCD建模就需要输入阀芯内部的参数（诸如阀杆直径、阀芯直径、开口形式…）这些参数一般用户不一定能得到，而且理解不好很容易填错。但是用HYD建模，只需要定义阀的工作点和饱和电流就行了。所以用户应该能够根据自己的需要在这两个库之间自由切换。

2 什么叫做因果关系
大家在用AMESim的时候可能有这样的疑问，为什么有时候两个元件就是不能连接在一起。其实背后的道理很简单。简而言之，AMESim背后的建模理论是功率键合图，在功率键合图理论中把变量分别势变量和流变量两大类。在AMESim中每一个元件其背后都是一个或多个方程组，元件与元件的连接就相当于方程组的联立求解。为了保证联立之后方程组能够求解，必须规定元件间变量的输入、输出关系，这就是因果关系。虽然有的人说因果关系导致建模困难，这也许是事实，但是，为了图方便，搭建一个不能求解的模型是没有意义的！其实只要熟悉了这个规则，建模其实还是很容易的。
另外一点，正是由于因果关系的存在，才使得在AMESim中debug的工作非常容易，（比如在AMESim中如果仿真失败，一般情况下故障元件的代号都会在仿真状态中显示，只要双击这个代码，系统就自动显示这个元件的标签）。因果关系的作用就好比“责任到人”，规定了每个元件的在整个仿真中的人物，一旦仿真出错，就很容易差到故障点了。

3 基于C语言与modelica
最近一段时间经常有人问我C语言与modelica语言的区别。在这里对两种语言的优略我不敢妄言。但是个人觉得，C语言是一种已经广泛使用的成熟的语言。并且在大学中有关C语言的课程已经广泛开展，而modelica语言，虽然功能强大但是毕竟还不成熟，语法规则还没有统一，而且最关键的是在国内没有一家大学开展modelica的课程，因此从实用的角度讲还是建议大家用C语言。比如说，我们可以很容易用C语言来描述一个常微分方程，这样我们用可以很容易的使用AMEset这个工具进行二次开发。但是换成modelica，你会吗？
另外再说以下，自从AMESim8以后，AMESim就兼容modelica，如果大家有兴趣可以把modelica模型导入到AMESim中来运行。
4 怎样看帮助文档
其实用了这么多仿真软件，我也以负责的告诉大家AMESim的帮助文档是最全的也是最详细的。在帮助文档中，首先要看变量信息。绿色箭头代表输出、红色箭头代表输入，而且箭头的方向代表了当前物理量的正方向。
大部分的元件，其内部理论的方程都会在帮助文档中找到，这时候要注意分析这个方程，因为元件内部的东西就是把这条方程代码化。另外要注意，假如这个元件中如果需要表格参数的话，那么在help文档中一定会注明的，这时候一定要注意help文档中单位的定义。要不然就失之毫厘义，谬以千里了！

5 从Demo中我们能学到什么
首先要看这个模型搭建的目的是为了分析什么，它在哪个地方进行了化简、哪个地方进行了详细建模。第二主要是看人家的建模思路，怎样把一个实际结构抽象成AMESim中的几个元件（这是难点）。第三看建模，Demo中的复杂模型一般情况下都用global parameter，这样参数的定义简单明了，而且在改参数的时候不至于漏

navy_zhang

不错，学习了

ottokira

学习啦！！！

zhaoxu0223

不错，学习了