Adams和一维软件基于FMI的联合仿真

CAE大拿

FMI技术近些年发展迅速，已经有越来越多的产品实现了与之关联。在多体应用领域，工程上经常要进行机构与控制及多学科的联合仿真应用，为此，可利用FMI技术方便地实现关联。本文着重说明多体动力学软件Adams和一维软件Easy5及Amesim的联合应用。

1.    环境说明

• 软件版本
  

Adams2017.2
Easy5 2017.1，2015.0.1
Amesim 15，13 SL2

• 操作系统
  

Windows10_64bit

• 编译器
  

Visual Studio 2015，2013，Intel Composer XE 2013 SP1

2.    Adams与Easy5联合仿真
所用模型为Adams安装路径下的antenna模型，对将Adams模型导入进一维软件进行联合仿真进行说明。

图 1 模型位置

• Adams模型的创建及导出
  

在Adams中完成机构模型的创建，需要根据与控制系统的划分，基于状态变量定义输入输出，然后利用Adams的Controls->Export生成FMU模型。这里选择FMI1.0，同样可以选择FMI2.0。

图 2模型导出为FMU

• Easy5模型的创建及导入
  

在Easy5中完成控制模型的创建，根据前述的输出输入，留出关联项。利用Easy5提供的导入FMU模型的接口将对应的adams模型导入。

图 3 导入FMU后的模型
在Functional Mockup Unit元件上双击，弹出如下对话框，然后点击Select/Configure FMU，选择前面Adams输出的FMU文件。

图 4 选择FMU

• 联合仿真计算
  

在Easy5中完成联合仿真模型的创建，并对其进行一定的设置，最后提交仿真完成计算。将交互时间调整为0.001秒。

图 5 FMU设置

• 结果后处理
  

如下各图依次为扭矩，速度和位移。

图 6扭矩

图 7速度

图 8位移
3.    Adams与Amesim联合仿真

• Adams模型的创建及导出
  

在Adams中完成机构模型的创建，需要根据与控制系统的划分，基于状态变量定义输入输出，然后利用Adams的Controls->Export生成FMU模型。（同上，不再赘述）

• Amesim模型的创建及导入
  

在Amesim中完成控制模型的创建，根据前述的输出输入，留出关联项。利用Amesim提供的导入FMU模型的功能将对应的adams模型导入。具体操作：
首先在Amesim界面中选择菜单中的命令，Modeling->FMU Import assistant…，其实也可以用命令行的方式实现这一步的操作，对应的命令是fmi_import_compiler，这个在帮助中有详细的说明。

图 9FMU导入菜单项

图 10选择生成的FMU

图 11选择编译器

图 12生成对应子模型

图 13将子模型拖入工作区

• 联合仿真计算
  

在Amesim中完成联合仿真模型的创建，并对其进行一定的设置，最后提交仿真完成计算。为了同Easy5有一样的结果，这里采用了相同的参数。

图 14联合仿真模型

• 结果后处理
  

图 15速度

图 16扭矩

图 17位移

4.    总结
从结果上看，Easy5和Amesim与Adams进行联合仿真，计算出相同的结果，相互佐证了计算的正确性。

从操作上看，Easy5与Adams进行联合仿真更加便利，操作方式与传统的方式相仿；而Amesim与Adams进行联合仿真在操作上稍微有些繁琐，但基本还可接受，需要利用Amesim提供的命令，将Adams生成的FMU模型转变成子模型格式，然后再与Amesim其他模型耦合。

图 18Amesim与Adams耦合支持状态（来自Amesim帮助）

由于使用了FMI技术，还使得Amesim与Adams的联合仿真变的更加灵活，尤其是针对Adams2010之后版本所出现的，将Adams模型导入Amesim流程的中断问题，完美处理掉。因此，通过FMI技术的引入，在进行多体与一维软件的联合仿真，甚至是其他学科的软件，变得方便灵活，为工程师提供了更有效的处理手段。