MWorks建模、仿真、分析优化平台 MWorks

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我是靠谱客的博主无辜烧鹅，最近开发中收集的这篇文章主要介绍MWorks建模、仿真、分析优化平台 MWorks，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

MWorks

MWorks是新一代多领域工程系统建模、仿真、分析与优化通用 CAE平台，基于多领域统一建模规范Modelica，提供了从可视化建模、仿真计算到结果分析的完整功能，支持多学科多目标优化、硬件在环(Hardware-In-the-Loop, HIL)仿真以及与其他工具的联合仿真 [1] 。

利用现有大量可重用的Modelica领域库，MWorks可以广泛地满足机械、电子、控制、液压、气压、热力学、电磁等专业，以及航空、航天、车辆、船舶、能源等行业的知识积累、建模仿真与设计优化需求。

MWorks作为多领域工程系统研发平台，能够使不同的领域专家与企业工程师在统一的开发环境中对复杂工程系统进行多领域协同开发、试验和分析。

功能与特征

(1). 多工程领域的系统建模

MWorks具备多工程领域的系统建模和仿真能力，能够在同一个模型中融合相互作用的多个工程领域的子模型，构建描述一致的系统级模型，适应于机械、电子、控制、液压、气压、热力学、电磁等众多工程领域。

(2). 多文档多视图建模环境

MWorks提供多文档多视图的建模环境，支持同时打开多个文档，编辑和浏览多个不同模型。每个文档具有模型文本、模型图标、组件连接图、信息说明等多个视图，支持多种形式的模型浏览与编辑。

(3). 多种形式建模支持

MWorks支持组件拖放式、文本编辑式与类型向导式等多种建模方式，提供代码框架、编码助手、语法高亮、代码折叠、代码规整、连接合法性自动检查、模板式参数编辑、模型逐级展开和

回退等辅助建模功能。

(4). 可定制的模型库

MWorks提供丰富的领域模型库，并具备开放的模型库定制功能，以满足不同的建模需求，便于模型资源的重用。用户可以通过定制配置文件或动态加载需要的模型库，可以自由增删或更改模型库中的元件。

(5). 物理单位推导与检查

MWorks全面支持SI国际单位制，提供可靠的单位推导与检查功能。根据模型方程进行单位推导，并自动检测单位不匹配的错误。支持计算单位与显示单位的分离，提供显示单位的定制与扩展功能。

(6). 仿真代码自动生成

MWorks通过模型编译生成模型方程系统，通过模型推导与符号简化生成模型求解序列，基于标准C语言，自动生成模型仿真代码；通过对仿真代码的编译，进而生成可独立运行的参数化仿真分析程序。

(7). 结果分析与后处理

MWorks提供结果数据的曲线显示和3D动画显示功能，支持不同仿真实例的结果比较。提供丰富的曲线运算与操作功能、动画控制与视图操作功能，支持曲线显示自变量的定制选择。

(8). 硬件在环仿真

MWorks提供硬件在环仿真功能，通过内嵌通讯模块的实时信号采集与输出，支持软件模型与实物设备的联合仿真。通过输出模型仿真C代码到dSPACE、xPC等硬件设备，支持实时硬件在环仿真。

(9). 良好的可扩展性

MWorks支持对外部C/Fortran函数和外部应用的嵌入与调用，提供了与Matlab/Simulink的接口，可以将模型输出为S-Function形式，提供命令与脚本功能，支持定制开发、批量处理与MWorks外部调用。

应用领域

编辑

MWorks平台提供的基础元器件模型库覆盖了机械、电子、控制、液压、气压、热力学、电磁等学科领域，并通过了实验验证。通过基础元器件的组合，用户能够方便快捷的构建高置信度的产品模型，从而有效提高产品设计质量，缩短开发周期，降低研发成本。

l 液压元器件库

提供了一维移动或转动的泵、缸、阀、管线、约束、传感器等液压元器件库，支持一维移动或转动液压回路系统的建模与仿真。

l 机械元器件库

提供了一维移动、一维转动及三维多体系统领域库，支持一维机械系统与多刚体机械系统的建模与仿真。

l 电子元器件库

提供了模拟电子、数字电子、多相电路领域库及电机元器件库，支持模拟数字与多相电路系统的建模与仿真。

l 气压元器件库

提供了一维移动或转动的气源、方向阀、流控阀、管道、电机等气压元器件库，支持一维移动或转动液压回路系统的建模与仿真，并可与控制、机械互连。

l 电磁元器件库

提供了电磁模型库，支持集总磁路中电磁设备的建模与仿真。

l 热力学元器件库

提供了集中(lumped)元素一维传热分析的模型库，支持机械集中元素模型一维传热分析的建模与仿真。

l 控制元器件库

提供了连续、离散、逻辑、非线性等类型控制元件库，支持连续、离散、逻辑、非线性等控制系统的建模与仿真。

l 流体元器件库

提供了多相单质或混质一维热流模型库，支持一般的多相单质或混质一维热流系统的建模与仿真。

华中科技大学CAD中心与苏州同元软控信息技术有限公司自主研发了汽车、能源、航空等行业模型库，不仅提供了专业相关的基础元器件，还内置了常用的标准零部件模型和相关数据，有利于提高零部件选型和方案设计效率。

l 车辆动力学库

提供了底盘、传动系统、动力系统、发动机、变速箱等汽车关键零部件模型，以及各种标准工况表。适用于蓬车及子系统的动力学性能仿真、分析与优化，如操纵稳定性、平顺性、制动稳定性、侧翻稳定性等。

l 异步电机模型库

提供了电机转轴、定转子、磁阻等零部件模型，并内置磁化曲线、磁性材料等数据。适用于三相异步电机的动态性能分析，并可解决电磁、控制和机械藕合问题。通过扩展，还可适用于水轮发电机、风力发电机和汽轮发电机等大型发电机组的建模与性能分析。

l 航空液压模型库

提供了液压系统常规的动力单元、执行单元、液阻、管道等元器件以及航空液压系统专用部件模型或数据，如隔离控制阀、整流罩锁、作动筒、流液特性数据等。适用于飞机反推力装置、起落架等设备的液压系统动态性能分析、故障模拟及硬件在环仿真。

基于Modelica对多领域物理系统统一建模的支持，MWorks平台可广泛应用于航空、航天、汽车、工程机械、能源设备和化工等诸多行业，以解决复杂产品设计中的多领域耦合问题。例如，在航空工业中对起落架系统动态性能分析、柔性飞行器飞行动力学性能分析、直升机/旋翼机自动飞行控制系统设计与动态性能分析等；在航天工业中进行轨道动力学仿真、卫星姿态和轨道控制系统设计与动态分析等；在汽车工业中进行混合动力汽车快速原型设计、涡轮增压发动机的动态性能仿真与设计、车辆动力性及燃油经济性与排放特性动态分析与优化设计、底盘与传动系统的实时硬件在环仿真等；在工程机械行业进行挖掘机液压和传动系统设计与动态仿真、起重机伸缩臂动态性能仿真分析等；在能源动力行业进行核电轻水反应堆系统性能分析、太阳能发电设备系统设计与分析、制冷设备设计与分析等；在化工行业进行污水处理设备优化设计与仿真分析、流体食品加工设备的仿真等。