给大家推荐一本SimuationX精解与实例

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机械工业出版社
作者:刘艳芳
主要内容:
本书以Simulaton软件作为研究平台,全面讲述了多学科领域系统动力学建模与仿真技术的基本原理、建模方法和计算分析。本书主要讲述了SimulationX的安装和使用、系统建模的基本原理和方法、仿真计算类型和数据后处理方法,并结合实例,由浅入深,通过一步一步图文并茂的阐述,使读者最后能利用Simulaton来完成各种工程系统的多学科复杂建模和分析。第8章列举了Simulaton在典型工程领域的应用案例,既有详细的建模流程,又有对仿真结果的分析说明,涉及了机械、液压、电、磁和热等物理领域,具有较高的专业理论水平和工程应用价值。
本书面向高等院校工程专业的本科生和研究生,以及Simulation的初学者。对于从事多学科领域系统动力学建模的广大科技工作者和工程技术人员来说,本书亦可作为人门性教材。
导读:
工程中的复杂系统,往往涉及多门交叉学科,包括机、电、液压、电磁和热等,例如,航空航天的机电液气系统、机器人及控制系统、发动机和车辆各系统、电液驱动机构等。由于机、电、液、气控制系统的非线性以及研制过程的巨大耗时和耗资,运用多学科领域系统仿真和优化手段,已经成为目前系统虚拟优化设计的主流技术。
SimulationX是德国ITI公司自1993年开始推出的一种新型的工程高级建模和多学科仿真软件,2009年12月ITI又推出了最新版本SimulationX3.3。目前,SimulationX已经成为用于传动技术、汽车工业、工程机械、能源技术、流体技术、精密仪器、航空航天、船舶工业、机械制造、石油和天然气工业的多学科领域,包括机、电、液、气、热、电磁和控制等复杂系统建模与仿真的优选平台。该软件具有以下特点:
(1)SimulationX在统一的平台上实现了多学科领域系统工程的建模和仿真,如机械、液压、气动、热、电和磁等物理领域。SimulationX包含的标准元件库有ID力学、3D多体系统、动力传动系统、液力学(包括管道模型和液压元件设计库)、气动力学(包括管道模型和气动元件设计库)、热力学、热液电子学、电驱动、磁学和控制等。
(2)SimulationX定位使用人群为工程技术人员,建模语言是工程技术的通用语言。
(3)SimulationX的基本元素组合建模理念,使得用户从烦琐的数学建模中解放出来,从而能专注于物理系统本身的设计,而不需要编写任何程序代码。
(4)SimulationX提供了一个标准化、规范化和图形化的二次开发平台TypeDesigner,使得用户不仅可以直接对SimulationX所有模型进行修改,还可以基于Modeica语言创建新的模型,并能够把用户自己的C代码模型以图形化模块的方式集成进SimulationX软件包,从而满足工程中大量非标元件的需求,实现企业自己知识库的积累管理。
(5)SimulationX支持三个层次的建模方式:基本元素和元件级、方块图级,以及数学方程式级。模块名称参数和变量清晰。不同的用户可以根据自己的特点和专长选择适合自己的建模方式或综合使用多种方式。
(6)SimulationX具有多种仿真运算功能:时间域上的瞬态仿真、频域上的稳态仿真、平衡计算、固有频率和模态分析、可靠性分析、变量分析等。
(7)SimulationX提供了丰富的与其他软件的接口O
口多维软件接口:MSCAdams,Simpack, FLUENT及各种CAx软件。口控制软件接口:Matab/Simulink。
口实时仿真软件接口:dSPACE,xPC-Target,ProSysRT。
口优化软件接口:iSIGHT-FD,modeIFRONTIER,OptiY。
口数据处理接口:Excel。
(8)SimulationX提供了不同的版本(坪估版、分析版、浏览版和学生版),以满足不同类型用户的需要。
2006年,德国ITI公司和北京航空航天大学合作成立SimulationX培训中心(SXTC),标志着SimulationX正式进入中国市场。由于SimulationX在工程系统建模和仿真方面的特点和优势,国内越来越多的来自大学、科研院所和工业部门的科学工作者加入到学习和应用Siml山tionX的队伍中来。笔者有幸最早接触并使用SimulationX,在使用过程中意识到,作为一种高级建模和仿真平台,SimulationX必将在国内建模和仿真领域发挥越来越大的作用,为国内工业产品的自主创新助一臂之力。
目录概览:
第1章多学科领域系统动力学建模与仿真技术概述……1
1.1 MATLAB/Simulink…………………………1
1.2 AMESim…………………………2
1.3 SimulationX………………………2
第2章多学科领域系统动力学仿真软件Siuation概述……4
2.1 开发理念…………………………4
2.2 软件模块…………………………4
2.3 建模方式…………………………6
2.4 分析功能…………………………7
2.5 版本类型…………………………7
第3章如何使用Simuation…………9
3.1 运行SimulationX模型实例………9
3.1.1 打开模型文件…………………10
3.1.2修改参数………………………10
3.1.3运行仿真…………………………11
3.2创建模型…………………………11
3.2.1选择元件…………………………11
3.2.2连接元件………………………12
3.2.3输入参数………………………13
3.2.4时域的瞬态仿真………………14
3.2.5显示结果………………………14
3.2.6频域的稳态仿真………………16
3.3ITISimulationX对不同种类系统的建模与分析………19
第4章图形用户界面(CUI)…………………………20
4.1概述………………………………20
4.1.1工具窗口………………………20
4.1.2文档窗口………………………21
4.2软件的使用………………………21
4.2.1菜单栏和工具栏………………21
4.2.2学科库…………………………22
4.2.3结构视图和3D视图……………25
4.2.4模型浏览器……………………26
4.2.5输出区…………………………28
4.2.6任务栏…………………………28
4.2.7结果窗口管理器………………28
第5章系统建模的基本原理…………30
5.1三种建模方式……………………30
5.1.1面向物理对象的建模…………30
5.1.2面向信号的建模
5.1.3基于方程和算法的建模………31
5.2创建模型..
5.2.1 SimulationX的用户界面……31
5.2.2单元类型和学科库……………32
5.2.3模型的创建和修改……………34
5.3参数和结果………………………39
5.3.1属性窗口………………………39
5.3.2参数……………………………42
5.3.3初始值…………………………43
5.3.4结果变量………………………43
5.3.5全局参数………………………44
5.4特殊主题…………………………44
5.4.1特征曲线和特征图……………44
5.4.2 3D视图………………………56
5.4.3特殊模型构件…………………59
第6章计算分析………………………62
6.1时域内的瞬态仿真………………62
6.1 1仿真设置………………………63
6.1.2时域内的计算流程……………68
6.1 3可选用的求解器………………73
6.1.4性能分析器……………………77
6.15结果的动画显示………………77
6.2频域内的稳态仿真………………………81
6.2.1稳态仿真基础…………………82
6.2.2稳态仿真的属性对话框…………84
6.2.3属性对话框中的System 页面…………………85
6.2.4属性对话框中的Method 页面…………………87
6.2.5稳态仿真的结果窗口…………89
6.3稳态(静态)平衡计算………………………94
6.4线性系统分析………………………95
6.4.1固有频率和模态分析…………96
6.4.2输入-输出分析………………104
6.5变量分析………………………104
6.5.1应用场合……………………104
6.5.2准备…………………………104
6.5.3变量向导……………………104
6.5.4变量计算过程中观察计算结果……………109
6.6阶次分析………………………………109
6.6.1功能描述……………………110
6.6.2操作…………………………111
6.7常见问题及其处理………………………120
6.7.1常见的建模问题………………………120
6.7.2解决策略……………………121
6.7.3仿真参数设置技巧……………124
第7章结果分析、文档和设置………126
7.1概述………………………126
7.2实时显示………………………126
7.2.1打开实时显示…………………126
7.2.2与结果变量捆绑连接…………126
7.2.3其他设置………………………127
7.2.4备注……………………… 127
7.3结果窗口………………………128
7.3.1打开结果窗口…………………128
7.3.2操作………………………129
7.3.3拖曳结果……………………131
7.3.4设置…………………………133
7.3.5图表类型……………………137
7.3.6特殊功能………………………139
7.4打印………………………145
7.4.1打印预览……………………145
7.4.2用户自定义打印………………………146
7.5 Offce接口、导人/导出………150
7.6通用设置………………………150
7.6.1一般设置……………………150
7.6.2学科库和附加库………………………151
7.6.3路径………………………
7.6.4存储………………………152
7.6.5流体………………………152
7.6.6标签…………………………152
7.6.7语言…………………………152
7.6.8许可…………………………152
7.6.9软件的用户化………………………153
第8章典型工程领域的应用案例……………154
8.1案例1:动力传动系统和整车……………154
8.1.1发动机模型……………………154
8.1.2动力传动系统模型……………157
8.2案例2:变速器的 噪声分析……161
8.2.1 I类噪声的仿真………………163
8.2.2 Ⅱ类噪声的仿真………………166
8.3案例3 :液压伺服驱动器………167
8.4案例4:两相热交换器……………………170
8.4.1开环系统……………………170
8.4.2测试模型……………………172
8.5案例5:多体动力学动态仿真……………175
8.5.1机器人MBS模型……………175
8.5.2创建步骤………………………176
8.5.3仿真结果………………………182
8.6案例6:电液换向阀……………184
8.6.1电子控制回路………………………185
8.6.2电磁铁控制回路………………186
8.6.3先导阀………………………188
8.6.4主阀…………………………190
8.6.5测试模型………………………193
8.6.6仿真结果………………………195
8.7案例7:电子电路系统…………196
8.7.1 DC-DC转换器…………………196
8.7.2 CMOS开关……………………198
8.8案例8 :工业电磁阀……………202
8.8.1电磁阀模型一…………………203
8.8.2电磁阀模型二…………………204
附录安装和启动Simulation ………208
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——机械工业出版社汽车分社
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