机电液建模及联合仿真解决方案

hirain

        在军工产品传统研发流程中，多采用物理样机对产品功能、性能等进行验证，开发周期长、成本高，且修复产品缺陷所付出的代价很大。而在已有的部分仿真中也存在不同建模软件之间如何进行联合仿真，即如何在系统级联合仿真的同时保护分系统的知识产权，降低部门间协同的难度等问题。

        润科通用基于Dymola+ FMU 的机电液建模及联合仿真，采用数字化模型，对系统的功能和性能进行仿真分析，从而在产品早期设计阶段，对方案进行验证和优化，降低产品研发中的迭代次数。该方案能够兼容多数系统建模软件，而且可以有效地保护各分系统的知识产权，确保产品协同设计的顺利进行。

解决方案

●  总体部门在 Dymola 中构建系统架构模型，定义子系统输入输出关系和子系统之间的接口关系，通过仿真对系统功能进行验证后，将各子系统封装为FMU。并将子系统指标、接口定义、对应的FMU 模型及建模规范、模型封装规范、模型测试规范等下发到分系统部门

●  分系统部门针对各专业特点，基于 Dymola、PROOSIS、SIMPACK、Simulink 等软件分别建立电气、环控、发动机、动力学、控制等系统模型，测试后按照总体部门要求，把模型封装为FMU 并提交给总体部门，同时提交模型测试报告等材料

●  总体部门将各分系统部门提供的 FMU 模型，统一加载到Dymola 系统仿真平台中；并逐一替换架构模型中的子系统模型，通过联合仿真，对系统方案进行验证、选型、优化等

功能和优势
●  实现了总体部门和分系统部门之间的协同、厂所之间的协同，可以在产品设计早期，基于联合仿真对系统方案进行详细的验证和优化，减少设计中的迭代，缩短研发周期，降低研发成本

●  各分系统使用专业软件进行建模，提升建模、求解的效率，使模型同时满足精度和实时性的需求

●  Dymola 平台针对数学模型的非线性、强耦合、刚性等特点提供了高效、稳定的求解器，确保复杂机电液系统动态特性求解的顺利进行

●  Dymola 平台针对 FMU2.0 提供了全面的支持，包含 ModelExchange、Co-Simulation 两种格式的导入、导出，为复杂系统的联合仿真柔性和效率方面提供了足够的支撑

●  分系统模型以 FMU 黑盒模型的形式提交，满足总体部门系统仿真需求的同时，保护了分系统的知识产权，使部门之间、厂所之间的协同更为通畅

应用案例
某起落架系统架构
        航空工业某所, 基于Dymola 搭建了起落架系统架构，并采用AMESim、ADAMS 和Simulink 分别建立了液压系统模型、动力学系统模型和控制系统模型，并分别输出为FMU，然后在Dymola 中加载所有FMU 模型并进行联合仿真，对系统方案进行验证。并形成了建模、模型封装、模型测试等规范，为厂所之间基于模型的协同设计铺平了道路。

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