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基于数字孪生的燃气轮机多维度多领域建模方法的发展 被引量:4
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作者 王志涛 郑子倞 张靖凯 《航空发动机》 北大核心 2025年第2期1-9,共9页
燃气轮机结构复杂且具有多学科交叉的特点,传统的设计-试验反复迭代的研制方式无法高效满足研制需求,数字孪生技术利用物理实体与虚拟模型间的数据交换及精确反映,为传统的燃气轮机研制方法转型提供可靠支撑。为了实现数字孪生技术在燃... 燃气轮机结构复杂且具有多学科交叉的特点,传统的设计-试验反复迭代的研制方式无法高效满足研制需求,数字孪生技术利用物理实体与虚拟模型间的数据交换及精确反映,为传统的燃气轮机研制方法转型提供可靠支撑。为了实现数字孪生技术在燃气轮机建模的应用,介绍了目前国内外数字孪生技术的研究现状、总结了多维度多领域建模技术的方法,包括构建多维度仿真模型耦合方法以及多领域模型统一建模技术。借助于虚实映射技术,提出了基于多维度、多领域建模的数字孪生框架,可以为燃气轮机系统数字化应用发展提供一定借鉴作用。在此基础上,借助燃气轮机建模仿真对该技术应用在数字孪生领域的研究前景进行了展望,提出了未来燃气轮机多维度多领域建模技术的发展方向。 展开更多
关键词 数字孪生 燃气轮机 多维度多领域建模 孪生模型 仿真技术
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基于HLA的多领域建模研究 被引量:27
2
作者 陈晓波 熊光楞 +1 位作者 郭斌 张和明 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第11期1537-1542,共6页
针对目前缺乏一种具有标准性、开放性、可扩充性,支持分布式仿真,基于商用仿真软件的多领域建模方法,提出基于HLA的多领域建模。首先提出将一个模型的输出变量映射到另一个模型输入变量的原则和实现方法,然后提出HLA应用层程序框架,以... 针对目前缺乏一种具有标准性、开放性、可扩充性,支持分布式仿真,基于商用仿真软件的多领域建模方法,提出基于HLA的多领域建模。首先提出将一个模型的输出变量映射到另一个模型输入变量的原则和实现方法,然后提出HLA应用层程序框架,以支持将各领域仿真软件开发的模型方便、准确地实现成为联邦成员,同时给出了商用仿真软件参与多领域建模所必须提供的与HLA应用层程序框架接口的五个方法。 展开更多
关键词 仿真 复杂产品设计 多领域建模 HLA
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多领域建模仿真的软件接口研究 被引量:9
3
作者 孙庆华 刘秀珍 黄先祥 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期203-206,共4页
基于多领域系统建模的软件接口技术,提出了复杂产品在机械、液压和控制领域联合建模方法。介绍了各专业领域的建模和仿真商用软件之间提供的数据接口,重点研究了接口连接类型和接口数据传输方式,并对多领域系统模型联合仿真模式进行了讨... 基于多领域系统建模的软件接口技术,提出了复杂产品在机械、液压和控制领域联合建模方法。介绍了各专业领域的建模和仿真商用软件之间提供的数据接口,重点研究了接口连接类型和接口数据传输方式,并对多领域系统模型联合仿真模式进行了讨论,最后指出了该方法存在的几点不足。研究结果对基于软件协作的多领域系统建模与仿真研究具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 多领域建模 软件接口 联合仿真 数据交换
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基于Modelica语言的反作用飞轮多领域建模与仿真 被引量:5
4
作者 郭海波 张世杰 +1 位作者 曹喜滨 张慧静 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期598-602,共5页
反作用飞轮是三轴稳定小卫星高精度姿态控制系统的首选执行机构。针对反作用飞轮多领域耦合特性及其高置信度数值仿真问题,探索了基于Modelica语言实现反作用飞轮多领域建模与仿真的可行性。在反作用飞轮控制领域、电气领域、力学领域... 反作用飞轮是三轴稳定小卫星高精度姿态控制系统的首选执行机构。针对反作用飞轮多领域耦合特性及其高置信度数值仿真问题,探索了基于Modelica语言实现反作用飞轮多领域建模与仿真的可行性。在反作用飞轮控制领域、电气领域、力学领域等不同领域数学模型的基础上,采用Modelica搭建了相应的反作用飞轮多领域仿真模型,并在设定工况下对其动态特性进行了数值仿真分析,得到了飞轮系统的多领域耦合特性。该仿真模型实现了飞轮系统不同领域模型之间的无缝集成和数据交换,能够有效分析各领域间的耦合特性。 展开更多
关键词 反作用飞轮 多领域建模 MODELICA 仿真
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基于软件接口的卫星多领域建模与仿真研究 被引量:7
5
作者 何威 张世杰 曹喜滨 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期7-12,共6页
针对现代微小卫星多领域复杂系统的建模与仿真,研究了基于Matlab/Simulink、ADAMS、ModelSim、Pro/E以及STK等软件接口的小卫星多领域建模与仿真方法,建立了基于多仿真软件的微小卫星多领域建模与仿真平台的体系结构,分析了典型领域间... 针对现代微小卫星多领域复杂系统的建模与仿真,研究了基于Matlab/Simulink、ADAMS、ModelSim、Pro/E以及STK等软件接口的小卫星多领域建模与仿真方法,建立了基于多仿真软件的微小卫星多领域建模与仿真平台的体系结构,分析了典型领域间的耦合关系。提出了基于ADAMS建立卫星动力学仿真模型的基本思路,完成了具有转动太阳帆板、反作用飞轮的多体卫星姿态动力学ADAMS仿真模型。设计了软件间的接口中间件,建立了小卫星耦合关系紧密的控制、机械、电子及电源等多领域耦合仿真模型。最后,针对小卫星大角度姿态机动控制模式进行了仿真,仿真结果验证了所提出的多领域建模方法的有效性和仿真平台的可行性。 展开更多
关键词 微小卫星 多领域建模 软件接口 ADAMS 联合仿真
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基于接口的轧机液压辊缝控制系统的多领域建模与协同仿真 被引量:4
6
作者 赵丽娟 刘杰 徐涛 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2567-2570,共4页
以本钢1676mm冷连轧机的液压辊缝控制(HGC)系统为对象,在ADAMS/Hydraulics环境中建立了包含液压系统模型在内的轧机HGC系统执行机构的样机模型;基于多领域建模与协同仿真理论,利用ADAMS/Controls提供的接口集成了控制系统的Simulink模型... 以本钢1676mm冷连轧机的液压辊缝控制(HGC)系统为对象,在ADAMS/Hydraulics环境中建立了包含液压系统模型在内的轧机HGC系统执行机构的样机模型;基于多领域建模与协同仿真理论,利用ADAMS/Controls提供的接口集成了控制系统的Simulink模型,建立了较完整的HGC系统的功能虚拟样机。与现场监控系统获取的轧机出口厚度偏差曲线进行比较,发现虚拟样机仿真的实际辊缝开口变化曲线与现场轧机的实际输出结果几乎完全吻合,证明了所建立的1676mm冷连轧机液压辊缝控制系统仿真模型的准确性和模型简化的合理性。对模型的协同仿真获得了位置控制方式下HGC系统PI控制器参数的调整方法,与大型冷连轧机PI控制参数的取值范围大致相符,进一步证明了液压辊缝控制系统虚拟样机协同仿真平台所建模型的可靠性。 展开更多
关键词 轧机 液压辊缝控制系统 多领域建模与协同仿真 ADAMS
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基于多软件的微小卫星多领域建模与仿真研究 被引量:2
7
作者 施梨 张世杰 曹喜滨 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期563-567,571,共6页
微小卫星是由多个学科构成的复杂系统,各学科间存在着复杂的耦合关系,针对微小卫星多领域建模与仿真问题,提出了基于STK、ADAMS、ModelSim和Matlab/Simulink等商用软件接口的微小卫星多领域建模与仿真方案,给出了多学科建模与仿真平台... 微小卫星是由多个学科构成的复杂系统,各学科间存在着复杂的耦合关系,针对微小卫星多领域建模与仿真问题,提出了基于STK、ADAMS、ModelSim和Matlab/Simulink等商用软件接口的微小卫星多领域建模与仿真方案,给出了多学科建模与仿真平台体系结构,提出并解决了耦合建模、软件接口和协同仿真等多项关键技术。最后,建立由微小卫星中耦合关系较强的姿态控制、结构动力学、星载计算机和电源分系统构成的原型系统,针对微小卫星大角度姿态控制模式进行了仿真,仿真结果验证了本文所提出的多领域建模方法的有效性和仿真平台的可行性。 展开更多
关键词 微小卫星 多领域建模 软件接口 耦合 协同仿真
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基于多领域建模的气垫船推进轴系优化设计 被引量:2
8
作者 耿瑞光 张洪田 《舰船科学技术》 北大核心 2014年第6期86-91,共6页
传统优化设计方法侧重于部件结构的局部优化,无法保证气垫船推进轴系的全局优化。本文针对气垫船推进轴系的结构特点,综合运用多体动力学建模、部件有限元建模和海洋环境激励建模,对建立在海浪-船体-轴系整体运动基础上的气垫船推进轴... 传统优化设计方法侧重于部件结构的局部优化,无法保证气垫船推进轴系的全局优化。本文针对气垫船推进轴系的结构特点,综合运用多体动力学建模、部件有限元建模和海洋环境激励建模,对建立在海浪-船体-轴系整体运动基础上的气垫船推进轴系优化设计方法进行研究。通过优化实例分析,得到了一些对气垫船推进轴系设计具有指导意义的结论。 展开更多
关键词 气垫船 推进轴系 优化 多领域建模
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基于Modelica的数控机床多领域建模与虚拟调试 被引量:20
9
作者 王春晓 骆伟超 +1 位作者 刘日良 胡天亮 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2018年第10期102-105,110,共5页
为解决数控机床的机电耦合多领域统一建模问题,文章在综合比较分析现有的多领域建模方法的基础上,采用多领域统一建模语言Modelica建立了数控机床的多领域数字模型,并以此阐述了多领域模型的构建方法和实现过程。基于此模型,在MWorks平... 为解决数控机床的机电耦合多领域统一建模问题,文章在综合比较分析现有的多领域建模方法的基础上,采用多领域统一建模语言Modelica建立了数控机床的多领域数字模型,并以此阐述了多领域模型的构建方法和实现过程。基于此模型,在MWorks平台下,设计了机床模拟控制器与模型的实时通信机制,实现了机床模拟控制器和模型之间的信息交互,实现了对模型虚拟调试功能的支持。通过伺服电机PI调节的实例,验证了模型对虚拟调试的支持能力从而证明了文章所构建的模型的有效性。模型的虚拟调试可降低机床调试的危险性,缩短机床调试的周期,对机床实机调试具有指导意义。 展开更多
关键词 多领域建模 MODELICA 数控机床 虚拟调试
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基于多领域建模的船舶凝给水系统虚实映射方法 被引量:4
10
作者 曾国庆 马国程 +3 位作者 张磊 谢旭阳 王学峰 陈国兵 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第S01期81-91,98,共12页
[目的]传统的建模分析方法难以对船舶凝给水系统进行有效的在线监测和状态评估,因此,有必要针对船舶凝给水系统全寿期开展精准有效的虚实映射方法研究。[方法]在多领域建模的基础上,将机理模型与多源数据相结合,运用多领域物理建模语言M... [目的]传统的建模分析方法难以对船舶凝给水系统进行有效的在线监测和状态评估,因此,有必要针对船舶凝给水系统全寿期开展精准有效的虚实映射方法研究。[方法]在多领域建模的基础上,将机理模型与多源数据相结合,运用多领域物理建模语言Modelica与MWorks系统仿真平台构建凝给水系统的数字孪生模型,融合在线及离线数据、数值计算、仿真分析等方法,评估船舶凝给水系统运行状态特性。[结果]所建立的模型可对凝给水系统进行全工况的动态特性分析,静态分析误差小于2%,动态响应趋势与实际运行一致。[结论]所提方法实现了凝给水系统物理实体与数字孪生模型的虚实映射,可以为船舶热力设备健康管理奠定基础。 展开更多
关键词 凝给水系统 多领域建模 数字孪生 虚实映射
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基于Modelica的超精密隔振系统多领域建模与仿真
11
作者 陈改平 李子龙 +1 位作者 罗欣 金建新 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2015年第2期18-23,107,共7页
超精密隔振系统是由机械、电气和流体装置组成的复杂机电系统,为实现多领域统一建模仿真,选择Modelica语言进行建模。采用模块化建模方法将隔振系统自顶向下进行分解,基于Modelica分别建立各元部件的动力学模型。以此为基础建立了隔振... 超精密隔振系统是由机械、电气和流体装置组成的复杂机电系统,为实现多领域统一建模仿真,选择Modelica语言进行建模。采用模块化建模方法将隔振系统自顶向下进行分解,基于Modelica分别建立各元部件的动力学模型。以此为基础建立了隔振单元及控制系统的模型,最终组建了系统级多领域仿真模型,实现模型的仿真及结果输出;与实验所测数据进行比对,结果基本一致,验证了模型的准确性及有效性,对于精密隔振系统的动力学性能研究具有非常重要的意义。 展开更多
关键词 超精密隔振系统 MODELICA语言 多领域建模
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大型快速紧锁机构多领域仿真和试验分析
12
作者 支亚捷 芮万智 +1 位作者 徐炎 孔武斌 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期1-11,共11页
针对大型快速紧锁机构这类多领域耦合系统整体分析困难问题,提出基于Modelica多领域建模仿真方案,对该机构的结构、控制和运行工况进行了设计和研究。首先,合理划分机构的子模块,建立永磁同步电机的电磁特性模型和滚珠丝杠、推杆的动力... 针对大型快速紧锁机构这类多领域耦合系统整体分析困难问题,提出基于Modelica多领域建模仿真方案,对该机构的结构、控制和运行工况进行了设计和研究。首先,合理划分机构的子模块,建立永磁同步电机的电磁特性模型和滚珠丝杠、推杆的动力学模型,并在仿真平台中搭建子系统和整体全链路模型;其次,利用粒子群算法进行驱动系统控制参数优化;最后,测试普通位置控制、绕Z轴固定偏角和绕三轴动态偏角3种工况,探究在1 s的时间指标内,不同角度对机构扶正精度的影响。仿真和样机试验结果表明,机构在不同工况下具有较高的扶正精度,验证了机构设计的合理性和仿真模型的有效性,为其他大型多领域伺服控制系统和建模仿真技术的发展提供了新的思路。 展开更多
关键词 大型快速紧锁机构 多领域建模 永磁同步电机 伺服控制 扶正精度 粒子群算法
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基于Modelica-LSTM双驱动的数字孪生机床热误差补偿模型构建
13
作者 孙丽 王诗灏 +3 位作者 姜锋 关咏臻 徐家淳 刘荣玺 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第10期205-213,共9页
针对数控机床在高速、高负载运行中因热变形导致的热误差问题,提出一种基于Modelica多领域建模与长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)联合驱动的热误差补偿方法。通过Modelica构建机床机械、电气、热力学多物理场耦合的高保真... 针对数控机床在高速、高负载运行中因热变形导致的热误差问题,提出一种基于Modelica多领域建模与长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)联合驱动的热误差补偿方法。通过Modelica构建机床机械、电气、热力学多物理场耦合的高保真数字孪生模型,结合LSTM对机理模型未覆盖的非线性动态误差进行数据驱动补偿。实验以五轴数控加工中心DMG MORI DMU 50为对象,在预热、阶梯加载及扰动工况下采集温度、振动和热误差数据,验证模型性能。结果表明,Modelica-LSTM双驱动模型相较于单一Modelica机理模型,均方根误差降低51.2%,补偿后误差波动幅度减少72%,在高温及动态工况下显著提升预测精度。该方法为高精密机床热误差补偿提供了物理与数据协同驱动的有效解决方案。 展开更多
关键词 数控机床 热误差补偿 MODELICA 长短期记忆网络 多领域建模 数字孪生
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多领域功能样机可交换模型规范实现研究 被引量:7
14
作者 吴紫俊 赵建军 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2083-2086,共4页
针对不同领域仿真工具模型的重用互换需求,欧洲仿真界提出了功能样机可交换接口规范Functional Mock-up Interface for Model Exchange(FMI)。基于FMI接口规范,详细分析了功能样机可交换模型的结构与功能,研究了规范对仿真模型变量、方... 针对不同领域仿真工具模型的重用互换需求,欧洲仿真界提出了功能样机可交换接口规范Functional Mock-up Interface for Model Exchange(FMI)。基于FMI接口规范,详细分析了功能样机可交换模型的结构与功能,研究了规范对仿真模型变量、方程和仿真算法的描述,并在多领域物理系统建模仿真平台MWorks中设计了FMI接口,实现了MWorks模型的重用,扩展了MWorks模型的使用范围。目前,MWorks是国内唯一支持该规范的建模仿真工具。 展开更多
关键词 模型重用 多领域建模 FUNCTIONAL MOCK-UP INTERFACE FUNCTIONAL MOCK-UP UNIT
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基于Modelica的机电液系统多领域统一建模与仿真 被引量:13
15
作者 赵翼翔 陈新度 陈新 《机床与液压》 北大核心 2009年第6期166-169,共4页
现代机电液系统的开发需要有多领域建模与仿真的支持,Modelica正是为解决复杂物理系统建模与仿真问题而提出的一种统一建模语言。介绍了基于Modelica/Dymola的多领域建模与仿真平台,并通过实例说明了Modelica对现代机电液系统设计可能... 现代机电液系统的开发需要有多领域建模与仿真的支持,Modelica正是为解决复杂物理系统建模与仿真问题而提出的一种统一建模语言。介绍了基于Modelica/Dymola的多领域建模与仿真平台,并通过实例说明了Modelica对现代机电液系统设计可能提供的支持。 展开更多
关键词 MODELICA 机电液系统 多领域建模与仿真
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多领域仿真平台下自顶向下的建模机制 被引量:6
16
作者 王书亭 吴义忠 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1223-1229,共7页
针对当前多领域仿真平台建模机制采用拖放式建模、不支持产品正向设计的问题,提出基于空部件的自顶向下建模机制.该机制融合自底向上建模方式,以方便建立复杂多领域层次化模型,同时阐述了空部件的接口设计以及自底向上的模型更新机制.... 针对当前多领域仿真平台建模机制采用拖放式建模、不支持产品正向设计的问题,提出基于空部件的自顶向下建模机制.该机制融合自底向上建模方式,以方便建立复杂多领域层次化模型,同时阐述了空部件的接口设计以及自底向上的模型更新机制.最后结合实例说明了采用该机制建立复杂多领域模型的过程. 展开更多
关键词 正向设计 多领域建模 自顶向下 接口 自底向上
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三轴稳定航天器多领域统一建模与仿真平台 被引量:2
17
作者 徐文福 梁斌 李成 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期74-80,共7页
为反映航天器系统涉及的多学科交互作用下的控制特性,开发了包含机械、电气、控制、软件等的多领域统一建模与仿真平台.该平台包含姿控软件、飞轮系统(电机及其驱动器、轴承摩擦、飞轮机构等)、磁力矩器、姿态敏感器、姿态动力学、轨道... 为反映航天器系统涉及的多学科交互作用下的控制特性,开发了包含机械、电气、控制、软件等的多领域统一建模与仿真平台.该平台包含姿控软件、飞轮系统(电机及其驱动器、轴承摩擦、飞轮机构等)、磁力矩器、姿态敏感器、姿态动力学、轨道动力学、环境力矩等不同领域的模块,各模块由Modelica语言实现,有机集成一体.对两种典型的姿态控制模式——姿态建立及姿态机动的仿真表明,利用该仿真平台不但可分析整个系统的闭环控制性能,还可评估各领域部件对整体性能的影响.在航天器研制的各个阶段(方案、子系统、系统等)充分使用该平台,可实现多学科设计优化的目标. 展开更多
关键词 航天器 多领域建模 仿真 三轴稳定 姿态控制
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液压启闭弧形闸门多领域工作特性分析及故障模拟 被引量:4
18
作者 李瑞 徐平 +1 位作者 铁瑛 张钰奇 《机床与液压》 北大核心 2023年第19期140-147,202,共9页
水工闸门系统由复杂的液压启闭系统和大型钢闸门金属构件组成,具有负载大和工况复杂的特点。大型金属构件腐蚀损伤、启闭传动故障等均会形成系统故障,使闸门故障模式复杂且难以预测。针对传统建模过程存在的闸门各子系统交互难、兼容差... 水工闸门系统由复杂的液压启闭系统和大型钢闸门金属构件组成,具有负载大和工况复杂的特点。大型金属构件腐蚀损伤、启闭传动故障等均会形成系统故障,使闸门故障模式复杂且难以预测。针对传统建模过程存在的闸门各子系统交互难、兼容差、复杂度高等问题,基于多领域统一建模方法,采用Simscape语言建立弧形闸门机电液多领域数字模型,通过开度曲线偏差控制策略和子系统转换接口实现联合仿真。参照某水工建筑按几何相似搭建实验平台,开展实验对闸门实时开度和伺服油缸驱动力进行动态校核;同时基于多领域模型对液压启闭机失效卡阻、油液泄漏和弧形门体损伤进行故障模拟。结果表明:所提出弧形闸门多领域耦合建模方法满足设定的误差阈值,具有较高的可靠度,可用于研究常见故障形式对闸门机液系统工作特性的影响,也为设计阶段液压系统选型校核及性能优化提供了参考。 展开更多
关键词 弧形闸门 液压启闭机 多领域建模 Simscape 故障模拟
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基于Web的多领域可视化建模系统设计与实现 被引量:1
19
作者 赵顺华 吴义忠 沈博 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2013年第6期138-141,159,共5页
针对单机环境下基于Modelica语言的多领域建模与仿真软件不利于知识共享和积累、软件维护升级困难等不足,研究了B/S架构的多领域建模与仿真技术,设计并开发实现了基于Web的多领域建模系统WebMWorks:采用Silverlight技术和WCF技术等,实... 针对单机环境下基于Modelica语言的多领域建模与仿真软件不利于知识共享和积累、软件维护升级困难等不足,研究了B/S架构的多领域建模与仿真技术,设计并开发实现了基于Web的多领域建模系统WebMWorks:采用Silverlight技术和WCF技术等,实现了系统浏览器端的可视化及其与服务器程序的通信。最后,给出了系统运行实例。 展开更多
关键词 WEB 多领域建模与仿真 可视化建模 MODELICA
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数控机床数字孪生建模技术及智能应用研究 被引量:17
20
作者 孙雪皓 张凤丽 +3 位作者 周正飞 王金江 黄祖广 薛瑞娟 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期825-836,共12页
数控机床作为制造业的基础装备,正朝着高速度、高精度、高柔性和高智能化的方向发展。针对智能制造中数控机床虚拟调试、健康管理、性能评估等智能化的需求,建立面向智能应用的数控机床数字孪生实现框架,提出基于几何、物理和数据模型... 数控机床作为制造业的基础装备,正朝着高速度、高精度、高柔性和高智能化的方向发展。针对智能制造中数控机床虚拟调试、健康管理、性能评估等智能化的需求,建立面向智能应用的数控机床数字孪生实现框架,提出基于几何、物理和数据模型的数字孪生多领域建模流程,研究数字孪生模型构建过程中的关键赋能技术;构建多层分级数控机床数字孪生功能实现框架,推动数控机床数字孪生智能应用实施;基于工业互联网架构开发数字孪生数控机床应用系统,利用物理空间的数据信息,在虚拟空间构建数控机床孪生模型,建立性能测评、健康管理、虚拟调试等智能应用服务模块,实现数控机床数字孪生的智能应用,提高数控机床智能化水平。 展开更多
关键词 数控机床 数字孪生 多领域建模 智能应用
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