modeFrontier使用手册

modeFrontier使用手册一、ModeFrontier安装与运行（v3.2.0）用虚拟光驱加载镜像文件，双击install安装，除设置安装路径外，其余均默认即可。之后，将crack文件夹下的crack程序复制到frontier程序安装目录并运行crack程序。运行modeFrontier之前，先打开FLEXlmUtilities，在里面点StartServer，如上图所示。然后就可以进入modeFrontier了。二、ModeFrontier界面上图中区域1包括一些常见的windows菜单，如打开、保存文件，剪切、复制、粘贴，do、undo等。区域2的几个按钮依次是开始计算，中断计算，刷新计算过程中的显示，后面的时间是自动刷新的时间间隔，上图的模型还没有建立，所以这几个按钮都是暗的，不能使用。区域3包括3个主要窗口，当前显示是WorkFlow，计算模型就建立在这里；RunLogs将会在运行程序的时候实时显示当前计算状态、变量、结果等；DesignSpace用于分析结果。上图是WorkFlow窗口。区域1是一些辅助命令，比如将模块按顺序排列，放大缩小视窗等。区域2是模块库，包括Frontier中编程所需的所有模块，有些模块右下角有个黑色的小三角，示该类型下还有其他模块，用鼠标点击黑三角可将其他模块弹出。区域3是编程的主界面，用鼠标左键单击左侧的模块，再到主界面中单击左键，即可将该模块放入主界面。区域4包括若干个界面：LogicLog显示当前程序有无错误，如前一幅图，由于是一个空白的程序，图中显示错误为EMPTYWORKFLOW；InputVariables显示程序中用到的所有输入变量，如上图主界面中的两个输入变量SPKTIME和FARATIO均出现在下图中，这些参数可在主界面中修改，也可以在这一栏中修改；后面的几个窗口有输出变量、转换变量、目标、约束等，其作用和输入变量窗口类似。完成模型后，点击右上角的计算开始按钮，RunLogs窗口将实时显示当前计算的进程。DesignSpace用于分析计算结果，和WorkFlow类似，上部是一些辅助功能按钮，左侧的按钮可用来绘制各式各样的图表，中间是主界面。三、模块库1．DOENode&SchedulerNode上图是DOENode的设置界面，所有的模块均可通过左键双击图标，或在图标上单击右键，再选EditNodeProperties进入其设置界面。上图中区域1里可以选择实验设计所需的变量的生成方式，区域2具体设置各种方式的参数，点击AddDOESequence，变量就会在区域3中生成。SchedulerNode的设置与DOENode类似，左侧选择优化算法，右侧设置算法的具体参数。2．InputVariableNode上图是InputVariableNode设置界面。Name变量名；Description注释，可通过点击右侧的图标来编辑；Format变量格式；VariableType变量类型；LowerBound变量下限；UpperBound变量上限；Base变量在上下限之间的数目；Step非连续变量之间的步长，自动算出，当非连续变量均匀分布时，Step=(UpperBound-LowerBound)/(Base-1)；若Base设为0，则变量在上下限之间连续分布；Distribution变量的分布方式。各个模块的下设置界面的下方都有一个*Connector，上图在Tut1_61.dat后面的方框打上勾，就表示当前模块与所勾选的模块有连接，一旦勾选，连线将自动生成。3．OutInputVariableNodeOutputVariableNode可设置的参数较少，其意义同Input模块一致。4．TransferVariableNodeTransferVariable是间接变量，由其它直接变量根据UserExpression转换而来，单击UserExpression一栏右侧的小图标可编辑计算公式，见下图，左侧是一些直接变量，右侧是数学和逻辑符号，用鼠标依次点选，构成的计算公式显示在Expression一栏。5．ObjectiveNode上图是目标模块的设置界面。Enabled后的方框如不选，则该模块将在程序中显示暗灰色，不起任何作用；通过UserExpression的编辑，目标变量既可以是直接变量，也可以是若干直接变量的组合；Type目标变量类型，上图中表示程序的目标是使得变量TORQUE最大。6．ObjectiveTargetNodeObjectiveTargetNode需要勾选直接的输出变量并设置TargetValue，以上图为例，程序的优化目标是Minimize{(o1-3.0)^2+(o2-2.0)^2}。7．ConstraintNode约束模块中UserExpression编辑约束变量；Type设置约束类型；Limit是约束限值；Tolerance为0表示略微超出一点约束也是不允许的，如果设的值稍大一些，则将允许超出一点限值。8．InputFileNode上图是InputFileNode的设置界面。界面下方都表示的是和别的模块的连接，点击右上方的Open，选择相应的文件并打开。之后出现右上图，上部是所打开的文件的内容，下部是各输入变量。点中变量r1这一栏，在文件内容中拖动鼠标选中COEFF1后的数字，单击鼠标右键，选择InsertVariable，就将出现下图的情况，以后Frontier中r1这个变量的值是多少，所选文件中COEFF1后的数字就将是多少。9．OutputFileNode与InputFileNode类似，对变量的几种设置方法如下。如上图所示，可用与InputFileNode同样的方法将文件中的“220”赋给输出变量Cost。也可以将字符串“var_x”设为RelativePosition，再将后面的数字选中后选择SelectRelative。如上图所示，字符串“var_x”后的第二个数字将被赋给变量Weight。图中的文本里GROUPA和GROUPB下均有var_a，在这种情况下，可将“GROUPA”设为BlockVariable，其后的设置同上一种情况。10．SupportFileNode允许对文件进行复制或删除的操作。11．ScriptNode上图是脚本模块的设置界面。ScriptLanguage选择所编辑的脚本的种类，在Windows系统下可以选择DOSBatch。点击右上角的EditScript可编辑脚本命令。脚本模块的主要作用是在Frontier和其它程序间构成通讯。对于一些常用的软件，如Excel、Catia、AMESim、ProE、Matlab等，Frontier中有专门的模块。12．SynchronizerNode该模块可以允许程序的并行计算。13．LogicEndNode该模块用于判断外部程序的运行状态，比方说外部程序完成一次计算，就可以读出一组输出结果。该部分介绍了ModeFrontier中一些常用的模块，对于没有详细介绍的以及这里没有提到的模块，可以参考英文的用户手册第4章。四、算例（与GT-POWER耦合）对于一单缸四冲程气道喷射汽油机，优化某一转速下点火提前角和燃空比参数,以得到最大输出扭矩和最小比油耗。约束条件是输出扭矩必须大于48N·m,比油耗必须小于0.24kg/kWh，同时点火提前角和燃空比满足如下关系SPKTIME-749.63*FARATIO-59.97<0。1．由GT-POWER模型生成dat文件2．设置输入变量3．设置输出变量4．选取其它模块除了输入输出变量外，最上面的两个模块是试验设计和优化算法；InputFile6是输入文件，通过它将变量赋给GT；OutputFile7是输出文件，通过它从GT的out文件中读出变量；Objective8、9是目标模块；10、11是判断外部程序运行状态的模块（LogicEnd）；Constraint12、13、14是三个约束模块；Script15是调用外部程序的模块。5．设置输入文件设置时，选中FARATIO和SPKTIME这两个变量，程序将把它们连接在一起（下图），已正确连接的模块，其红色边框将消失。点Open，并选中前面生成的dat文件，打开后点击下方的变量FARATIO，在文件的内容中找到对应FARATIO的位置，拖动鼠标选中其数值（下图中为8.333E-2），点右键，在下拉菜单中选InsertVariable；用同样的方法处理变量SPKTIME。6．设置LogicEnd共需要两个LogicEnd，判断外部程序运算是否结束。7．设置脚本命令勾选上图中红色部分，点击右上角EditScript，进入脚本编辑，输入如下命令：%GTIHOME%\v6.1.0\GTsuite\bin\GTsuite.exeGTpowerGTpowerTut1_61.dat要检验该命令是否正确，可进入dos模式，输入上面的命令，如正确无误，应可运行GT程序。8．设置输出文件在上一步验证脚本命令的同时，运行了一次GT，生成了结果文件Tut1_61.out。对输出文件的设置同输入文件类似。9．设置约束10．设置目标11．设置DOE和优化算法选择好DOE的类型、数目后点AddDOESequence，不同的变量的组合将在下方的DOEDesignTable中生成。12．最终模型13．运行本算例遵循的是Frontier中比较基本的一种流程，即输入变量-〉运行外部程序（GT）-〉输出变量-〉根据优化算法输入新的变量-〉…-〉最终分析计算结果。对于其他更复杂的流程，可参考英文用户手册第5章。