20-sim

1.1 20-sim 软件的介绍软件的介绍软件的介绍软件的介绍 1.1.1 20-sim 的总体论述 20-sim 是一种可以运行在 Windows 和 Sun-Unix 操作系统下的一体化建模 仿真平台。建模的平台是一种通用键合图自动仿真软件 20-sim。20-sim 是由荷 兰的 Twente 大学的控制实验室所开发的一个主要面向机电系统设计的一体化 建模仿真平台，可以运行在 Windows 和 Sun-Unix 操作系统下，其前身是 TUTSIM。 20-sim 支持面向对象的建模方法，由模型和外界环境交换的功率或信号来 确定模型。建立的模型为一个逐级树形结构，在任何模型内允许建立下一级子模 型。某一个模型的其它实现，在接口的数量和类型确定后能包括不同或更详细的 描述，这就允许自上而下或自下而上的建模方法。建模的过程能从一个简单的子 系统或空系统的联络开始，然后加入不同复杂程度的真实的描述。系统模型在 20-sim 中均可用较低层次的子模型构成。模型的最低层次是元件子模型。20-sim 的模型库中提供了大量预先定义好的子模型,形成可重用的模型库,这些子模型可 以作为建立新模型的构件。用户可以在库中不断地增加新的子模型来增加系统的 功能。20-sim 利用其自身的仿真器对系统模型进行检验和纠错,然后编译成可运 行的仿真模型并可生成的 C 语言代码。在仿真器中可以设置子模型的实际 参数、选择绘图变量、选择积分方法、设定仿真初始条件和仿真运行方式等。仿 真运行结果可分别显示在曲线绘图窗口和动画演示窗口。 20-sim 软件的界面如下图： 1.1.2 20-SIM 的 4 种模型 20-sim 除了允许以键合图的形式直接输入模型之外，还支持方块图、图标、 方程形式的建模。其方程是用内建的 SIDOPS+ 仿真语言示。用户可以用上述 4 种方式之一或其混合形式来表示模型。用所见即所得的方式把定义好的模型从模 型库拖放到模型图形编辑器中，即可建立起系统模型。20-sim 拥有一个门类齐 全的模型库，提供了大量预先定义好的模型，分为键图、图标、信号和系统四个 部分。这些模型可以作为建立新系统的子模型，用户可以在库中不断地定义新的 子模型来增加系统的功能。 以下为 20-SIM 支持的 4 种模型示例图： 方程模型，是最低水平的模型层次（子），它适合进入各种线性和非线性方程组。方程模 型如下图所示。 方框图模型可以是单机（主要模式），或形成一个子。框图有一个清晰的信息流，并可以 分开在不同的层次。一个典型的框图主要模式如下图所示。 键合图模型可单机（主要模式） ，或形成一个子。键图模型，适合相当理想的物理模拟 系统，因为它们表现出一个明确的相似性与组件的物理系统。一个键图的主要模式是如下图所示。 标志图模型，可以独立（主要模式） ，或形成一个子。标志图表模型，适合相当理想的物 理模拟系统。一个标志性图的主要模式是如下所示 1.1.3 20-sim 的示例 下面我就通过一个示例对这个 20-sim 模拟与仿真软件进行了简单的学习与 设计运用。 1. 打开 20-sim 并 选择 FileFileFileFile 和 OpenOpenOpenOpen. 2. 从 Demo\Tips and Tricks 目录选择 范例文件 Linearize.em. 3. 现在编辑将显示完整的模式。它应该是这个样子： 3. 在编辑器的工具栏中选择 Start SimulatorStart SimulatorStart SimulatorStart Simulator 命令或从 ModelModelModelModel 菜单中选 择 Start SimulatorStart SimulatorStart SimulatorStart Simulator 命令，这样就打开了仿真窗口。 4. 在 仿真窗口的 SimulationSimulationSimulationSimulation 菜单中选择 Run Run Run Run 命令命令命令命令。。。。 模拟演出，并对结果表明，你模拟器就应该是这个样子： 5. 在仿真器中从 PropertiesPropertiesPropertiesProperties 菜单中选择 ParametersParametersParametersParameters 命令，这样就打开了 仿真窗口。参数编辑器会弹出： 在参数编辑器，你可以改变参数值，即使在模拟。 6. 改变参量 mass2\m 为 0.2，单击 OK 按钮，关闭参数编辑器。 7. 在仿真窗口的 SimulationSimulationSimulationSimulation 菜单中选择 Run Run Run Run 命令命令命令命令。。。。 第二次模拟演出，并对结果表明，你模拟器就应该是这个样子： 8. 在工具栏的 PropertiesPropertiesPropertiesProperties 菜单中选择 RunRunRunRun 命令. 在属性编辑器会弹出： 在属性编辑器，你可以设置开始时间，完成时间和集成方法（该方法是用来模拟 模型）。 9. 在 Timing 部分 改变 Finish 为 50. 10.单击 OK 按钮，关闭参数编辑器。 11. 第三次模拟结果如下： 12.从 Simulation 菜单选择 Clear 和 Previous Run. 13.在工具栏的 PropertiesPropertiesPropertiesProperties 菜单中选择 PlotPlotPlotPlot 命令. 14.选择 Plot Properties 15.弹出如下编辑器： 在属性编辑，你可以进入参数和选择设置等。 15.选择 YYYY----axisaxisaxisaxis 和单击 Add CurveAdd CurveAdd CurveAdd Curve 按钮. 在变量选取器，你可以选择一个变量以及所在单位应当用于这一变数。 16.选择变量 mass1\p.v.你会看到这个变量的单位是 m/s. 17.单击 OK 按钮，关闭变量选择器. 19.单击 OK 按钮并进行仿真，结果如下：