多學(xué)科間數(shù)據(jù)交互在SIMPACK中的實(shí)現(xiàn)

隨著工程技術(shù)應(yīng)用復(fù)雜度及深度的拓展，以及交叉性學(xué)科的發(fā)展。各學(xué)科、各模型之間的數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，已經(jīng)引起業(yè)內(nèi)越來(lái)越多關(guān)注。而多體動(dòng)力學(xué)軟件-SIMPACK在解決多學(xué)科與各種模型數(shù)據(jù)交換時(shí)具有自己獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，提供了多種實(shí)現(xiàn)方式，且獨(dú)有的代碼輸出功能，在實(shí)現(xiàn)靈活數(shù)據(jù)交互中是一亮點(diǎn)。目前版本的SIMPACK提供了包括代碼輸出，硬件在回路(HIL)，以及軟件在回路(matlab)等多種數(shù)據(jù)交互方式。

　　硬件數(shù)據(jù)交互方式介紹

　　SIMPACK在硬件數(shù)據(jù)交互方面提供了多接種口，實(shí)現(xiàn)模式一般如圖1所示。

　　圖1

　　實(shí)現(xiàn)原理一般是利用多體動(dòng)力學(xué)SIMPACK軟件建立仿真數(shù)學(xué)模型，通過(guò)硬件接口，把仿真數(shù)據(jù)傳輸?shù)接布?，硬件通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)處理，把處理后的數(shù)據(jù)返回給SIMPACK，從而實(shí)現(xiàn)硬件在回路實(shí)時(shí)仿真功能，而SIMPACK8903版本已支持包括DSPACE、ETAS、xPC、VxWorks等多種國(guó)際主流實(shí)時(shí)仿真硬件。

　　軟件數(shù)據(jù)交互方式介紹

　　SIMPACK在軟件數(shù)據(jù)交互方面也提供了多種方式，其中與MATLAB交互方式如圖2所示。

　　圖2 Code Export

　　軟件在回路一般是通過(guò)SIMAPACK接口或第三方軟件，保證模型之間的數(shù)據(jù)傳輸。其中以第三方軟件(matlab)為常采用實(shí)現(xiàn)模式。SIMAT在多學(xué)科仿真算例介紹

　　SIMPACK為用戶(hù)提供多種數(shù)據(jù)交互方式，從圖2可以看出，其中SIMAT方式可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向交互，下面具體介紹SIMAT實(shí)現(xiàn)交互的算例。

　　實(shí)例背景為：倒立擺小車(chē)，該小車(chē)在未控制下行駛，倒立擺倒下，當(dāng)采用SIMLINK控制后，通過(guò)SIMAT數(shù)據(jù)雙向傳輸，保證實(shí)時(shí)對(duì)小車(chē)速度控制，小車(chē)上的倒立擺能平穩(wěn)豎立。該控制方案如圖3所示，控制后的效果如圖4所示。

　　圖3 倒立擺控制方案

　　圖4 倒立擺控制效果圖

　　隨著技術(shù)的發(fā)展，SIMPACK的數(shù)據(jù)交互方式也將越來(lái)越完善，通用，對(duì)多學(xué)科及交叉學(xué)科的發(fā)展祈禱促進(jìn)作用。