MWorks

MWorks是新一代多領域工程系統建模、仿真、分析與最佳化通用CAE平台,基於多領域統一建模規範Modelica,提供了從可視化建模、仿真計算到結果分析的完整功能,支持多學科多目標最佳化、硬體在環(Hardware-In-the-Loop, HIL)仿真以及與其他工具的聯合仿真。

利用現有大量可重用的Modelica領域庫,MWorks可以廣泛地滿足機械、電子、控制、液壓、氣壓、熱力學、電磁等專業,以及航空、航天、車輛、船舶、能源等行業的知識積累、建模仿真與設計最佳化需求。

MWorks作為多領域工程系統研發平台,能夠使不同的領域專家與企業工程師在統一的開發環境中對複雜工程系統進行多領域協同開發、試驗和分析。

功能,套用領域,

功能

(1). 多工程領域的系統建模
MWorks具備多工程領域的系統建模和仿真能力,能夠在同一個模型中融合相互作用的多個工程領域的子模型,構建描述一致的系統級模型,適應於機械、電子、控制、液壓、氣壓、熱力學、電磁等眾多工程領域。
(2). 多文檔多視圖建模環境
MWorks提供多文檔多視圖的建模環境,支持同時打開多個文檔,編輯和瀏覽多個不同模型。每個文檔具有模型文本、模型圖示、組件連線圖、信息說明等多個視圖,支持多種形式的模型瀏覽與編輯。
(3). 多種形式建模支持
MWorks支持組件拖放式、文本編輯式與類型嚮導式等多種建模方式,提供代碼框架、編碼助手、語法高亮、代碼摺疊、代碼規整、連線合法性自動檢查、模板式參數編輯、模型逐級展開和
回退等輔助建模功能。
(4). 可定製的模型庫
MWorks提供豐富的領域模型庫,並具備開放的模型庫定製功能,以滿足不同的建模需求,便於模型資源的重用。用戶可以通過定製配置檔案或動態載入需要的模型庫,可以自由增刪或更改模型庫中的元件。
(5). 物理單位推導與檢查
MWorks全面支持SI國際單位制,提供可靠的單位推導與檢查功能。根據模型方程進行單位推導,並自動檢測單位不匹配的錯誤。支持計算單位與顯示單位的分離,提供顯示單位的定製與擴展功能。
(6). 仿真代碼自動生成
MWorks通過模型編譯生成模型方程系統,通過模型推導與符號簡化生成模型求解序列,基於標準C語言,自動生成模型仿真代碼;通過對仿真代碼的編譯,進而生成可獨立運行的參數化仿真分析程式。
(7). 結果分析與後處理
MWorks提供結果數據的曲線顯示和3D動畫顯示功能,支持不同仿真實例的結果比較。提供豐富的曲線運算與操作功能、動畫控制與視圖操作功能,支持曲線顯示自變數的定製選擇。
(8). 硬體在環仿真
MWorks提供硬體在環仿真功能,通過內嵌通訊模組的實時信號採集與輸出,支持軟體模型與實物設備的聯合仿真。通過輸出模型仿真C代碼到dSPACE、xPC等硬體設備,支持實時硬體在環仿真。
(9). 良好的可擴展性
MWorks支持對外部C/Fortran函式和外部套用的嵌入與調用,提供了與Matlab/Simulink的接口,可以將模型輸出為S-Function形式,提供命令與腳本功能,支持定製開發、批量處理與MWorks外部調用。

套用領域

MWorks平台提供的基礎元器件模型庫覆蓋了機械、電子、控制、液壓、氣壓、熱力學、電磁等學科領域,並通過了實驗驗證。通過基礎元器件的組合,用戶能夠方便快捷的構建高置信度的產品模型,從而有效提高產品設計質量,縮短開發周期,降低研發成本。
l 液壓元器件庫
提供了一維移動或轉動的泵、缸、閥、管線、約束、感測器等液壓元器件庫,支持一維移動或轉動液壓迴路系統的建模與仿真。
l 機械元器件庫
提供了一維移動、一維轉動及三維多體系統領域庫,支持一維機械系統與多剛體機械系統的建模與仿真。
l 電子元器件庫
提供了模擬電子、數字電子、多相電路領域庫及電機元器件庫,支持模擬數字與多相電路系統的建模與仿真。
l 氣壓元器件庫
提供了一維移動或轉動的氣源、方向閥、流控閥、管道、電機等氣壓元器件庫,支持一維移動或轉動液壓迴路系統的建模與仿真,並可與控制、機械互連。
l 電磁元器件庫
提供了電磁模型庫,支持集總磁路中電磁設備的建模與仿真。
l 熱力學元器件庫
提供了集中(lumped)元素一維傳熱分析的模型庫,支持機械集中元素模型一維傳熱分析的建模與仿真。
l 控制元器件庫
提供了連續、離散、邏輯、非線性等類型控制元件庫,支持連續、離散、邏輯、非線性等控制系統的建模與仿真。
l 流體元器件庫
提供了多相單質或混質一維熱流模型庫,支持一般的多相單質或混質一維熱流系統的建模與仿真。
華中科技大學CAD中心與蘇州同元軟控信息技術有限公司自主研發了汽車、能源、航空等行業模型庫,不僅提供了專業相關的基礎元器件,還內置了常用的標準零部件模型和相關數據,有利於提高零部件選型和方案設計效率。
l 車輛動力學庫
提供了底盤、傳動系統、動力系統、發動機、變速箱等汽車關鍵零部件模型,以及各種標準工況表。適用於蓬車及子系統的動力學性能仿真、分析與最佳化,如操縱穩定性、平順性、制動穩定性、側翻穩定性等。
l 異步電機模型庫
提供了電機轉軸、定轉子、磁阻等零部件模型,並內置磁化曲線、磁性材料等數據。適用於三相異步電機的動態性能分析,並可解決電磁、控制和機械藕合問題。通過擴展,還可適用於水輪發電機、風力發電機和汽輪發電機等大型發電機組的建模與性能分析。
l 航空液壓模型庫
提供了液壓系統常規的動力單元、執行單元、液阻、管道等元器件以及航空液壓系統專用部件模型或數據,如隔離控制閥、整流罩鎖、作動筒、流液特性數據等。適用於飛機反推力裝置、起落架等設備的液壓系統動態性能分析、故障模擬及硬體在環仿真。
基於Modelica對多領域物理系統統一建模的支持,MWorks平台可廣泛套用於航空、航天、汽車、工程機械、能源設備和化工等諸多行業,以解決複雜產品設計中的多領域耦合問題。例如,在航空工業中對起落架系統動態性能分析、柔性飛行器飛行動力學性能分析、直升機/旋翼機自動飛行控制系統設計與動態性能分析等;在航天工業中進行軌道動力學仿真、衛星姿態和軌道控制系統設計與動態分析等;在汽車工業中進行混合動力汽車快速原型設計、渦輪增壓發動機的動態性能仿真與設計、車輛動力性及燃油經濟性與排放特性動態分析與最佳化設計、底盤與傳動系統的實時硬體在環仿真等;在工程機械行業進行挖掘機液壓和傳動系統設計與動態仿真、起重機伸縮臂動態性能仿真分析等;在能源動力行業進行核電輕水反應堆系統性能分析、太陽能發電設備系統設計與分析、製冷設備設計與分析等;在化工行業進行污水處理設備最佳化設計與仿真分析、流體食品加工設備的仿真等。

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