amesim入门例子

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1、Chapter 3: 入门入门 本章你将作三个练习， 使用AMESim主要功能搭建工程系统， 分析它们的动态特性。 通常大约需要34小时，但因人而异差别较大。而且，练习是可扩展的，在每一个 练习的最后都有可供进一步研究的可选建议。 做完这些练习后，你应该能够使用标准AMESim元件和子模型进行简单的仿真。我 们建议你要立即或读完之后不久作这些练习。 3.1 启动启动AMESim 使用使用Unix: 请教系统管理员，请他给你演示如何设置工作环境以便进入。要启动。要启动AMESim，在 合适的窗口，改变成你希望工作的路径，然后打印：AMESim 使用使用Windows: 按如下之一操作： 从菜单程

2、序选择AMESim_ Imagine AMESim _ 通过启动按钮产生AMESim，或者： 双击桌面上的AMESim 图标，或者： 在MS DOS 命令窗打印AMESim。 你可以配置窗口，以便从Windows 资源管理器双击系统文件（.ame 文件）就可以 自动启动AMESim。请参考安装注解中的设置程序。 图3.1显示的是AMESim a主显示器。 Figure 3.1: AMESim 主界面主界面 本显示器是空的，因没有打开或创建模型。要搭建一个系统，必须创建一个新空模 型。然后才能在计算机上设计草图，存储系统。 Figure 3.2: 创建新的空模型创建新的空模型 3.2 创建新草图

3、创建新草图 3.2.1 打开一个空系统打开一个空系统 要创建新草图，按如下之一即可：要创建新草图，按如下之一即可： 点击打开空系统图标 : 出现如图3.2所示的窗口。 同时按下Ctrl+N，或者 在下拉菜单中选择File _ New： 出现如下所示窗口： Figure 3.3: 你可以选择新系统的类型你可以选择新系统的类型 然后只有点击OK 按钮才能得到如图3.2所示的窗口。进行仿真的第一阶段就是搭建 你要研究的系统， 通过挑选并把各个元件放置在合适位置即可搭建系统。进一步学习之前，我们要介 绍一些AMESim 工具栏的按钮，要想了解更多工具栏知识，请参考26页“工具栏” 一节。 3.2.2

4、上（开）锁按钮上（开）锁按钮 上（开）锁按钮在模式操作工具栏里，用于上锁和开锁。 当你打开一个空系统时，它是开锁状态。然后你可以搭建系统草图。如果打开 一个已有系统，通过点击这个按钮可以使它开锁，以便能够修改系统。 上开锁按钮是一个安全装置， 放置你由于偶然因素改变系统， 如果你不能修改 系统，系统很可能处于锁定状态，当这个按钮处于上锁状态时，你不能修改系统草 图。 3.2.3 库库/类库类库 类库属于库，它们被表示为按钮的集合，在显示器左侧工具栏垂直向下。如果你把 鼠标移动到他们上，会显示一个标注，给出每一个类库的标题。一个类库是特定元 件图标的集合，是这些元件的数学模型（参见元件子模型），

5、每一个库包含一个或 多个类库。 标准AMESim库提供2个类库： 机械的 信号，控制和观测器的 点击机械类库按钮产生一个如图3.4的新窗口。l Figure 3.4: 机械类库机械类库 如果还有可选库，例如液压或气动库，这些将包含在垂直工具栏里的其它类库里。 现在你就已经就绪了开始第一个例子。 3.3 例例1：弹簧质量系统的仿真：弹簧质量系统的仿真 目的：目的： 浏览创建一个模型的全过程。 给草图添加文本。 使用重复显示功能。 图 3.5 示出了你将仿真的系统，选择这样一个简单系统，是由于大家都很熟悉。 所有你需要的元件都在绿色的机械类库里。 Figure 3.5: 弹簧质量模型弹簧质量模型

6、3.3.1 搭建弹簧质量模型搭建弹簧质量模型 第一步：选择，旋转和镜像一个图标第一步：选择，旋转和镜像一个图标 1. 点击机械类库按钮打开它。 通常该类库中的元件都是绿色的。 2. 点击单端口的质量元件。 注：当你在显示屏移动指针时，指针会以你选择质量块的形状。你可以以不同方位 移动选好地元件。 3. 尝试点击鼠标中键和右键。中键旋转图标，右键使图标镜像或沿垂直轴翻转，这 可给出8种不同方位的元件。 你也可以打印： Ctrl+R 来旋转元件。来旋转元件。 Ctrl+M 来镜像元件。来镜像元件。 4. 按2步显示的姿态方位放置质量。 5. 将指针放在质量图标的中心，点击鼠标左键，质量将以反色显示

7、。 注：AMESim还允许使用拖拉释放原理给草图添加元件，然而这项技术并不方便， 旋转操作更困难，我们推荐使用点击方法，而不用拖拉方式。 现在，你将学习如何从草图删除元件。 第第2步：从草图删除元件步：从草图删除元件 1. 通过点击选择质量块。 那个质量块被选择了。 2. 按下Del键删除选择的元件。 3. 点击Yes。 第第3步：搭建草图步：搭建草图 1. 再将质量添加到显示屏。 2. 点击线性弹簧。 3. 通过同时按下Ctrl+R旋转它。 4. 将它的一端定位到接近质量块的位置。 5. 点击鼠标左键。 弹簧与质量块应该连接上了，若未连上，弹簧与质量块的定位不准。通过下述方法 可以解决： 1

8、. 选择弹簧。 2. 移动它到恰好位置。 3. 再点击鼠标左键。 如果你选错了元件，可以按如下键： Del, Backspace 或者 Escape. 元件被删除了，又显示出类库来。元件被连在一起的点称为端口，质量块有一个端 口而弹簧有两个端口。 两个端口出现的绿色方块表示准备连接的端口。 Figure 3.6: 要被连接的端口要被连接的端口 此时单端口的质量块处于正常颜色，而弹簧以它的反色。 Figure 3.7: 元件的外观元件的外观 原因是弹簧的一个端口还没有联接，AMESim这样加强是提醒你草图还没有完成。 6. 添加一个2-端口质量块，另一个弹簧和一个零速度源来完成草图（见图3.5）

9、。 你的草图就完成了，下面将添加一些文本。 注：零速源固定了被连接端口的位置。注：零速源固定了被连接端口的位置。 单双端口质量块都有一个箭头，这样元件都按同一个方向添加到草图上。随后将解释这样做的原 因。 第第4步：添加，旋转和删除文本步：添加，旋转和删除文本 添加文本：添加文本： 1. 从水平工具栏点击文本按钮 光标变成一个字母A。 2. 在想要添加文本的地方点击草图。 字母A将变成空格。 3. 输入“Mass-Spring System”。”。 草图上会出现下述区域： 4. 点击区域外任意地方退出文本编辑模式。 要旋转文本：要旋转文本： 选择文本，然后点击鼠标中键或者使用Ctrl+R 键。

10、 另一种方式为点击鼠标右键，选择旋转选择菜单。 你可以有两种可能的方位把文本放置到草图上。 Figure 3.8: 旋转文本旋转文本 要删除文本：要删除文本： 选择要删除的文本，按如下操作： 敲Del键，或者键，或者 点击鼠标右键，在下拉菜单中选择Cut项，或者项，或者 同时按下Ctrl+X, 或者 选择编辑Edit _ Cut。 注：文本是不允许镜像！注：文本是不允许镜像！ 若没能成功旋转文本，可能是由于这导致了叠加覆盖。 要在显示屏内移动文本：要在显示屏内移动文本： 1. 点击文本选定它。 2. 拖拉文本到新区域。 或者 1. 双击文本 光标变成选定的文本。 2. 点击你要放置文本的区域。

11、 注：注：AMESim 不允许覆盖任何目标，一个目标可以是一个元件，一条线断，或一个字符串。 现在，系统是建完了，可以进入下一阶段。进入下一步之前，把草图存储下来，是个很好的习惯。按如 下步骤存储系统文件： 第第1步：保存模型步：保存模型 1. 选择文件File _ Save。 出现一个保存对话框，你可以确定一个路径，给系统命名。 2. 输入文件名：MassSpring. 注：名字字母和数字的组合，不能带空格。注：名字字母和数字的组合，不能带空格。 3. 点击存贮按钮Save。 Figure 3.9: 保存为浏览器保存为浏览器 3.3.2 给元件分配子模型给元件分配子模型 系统中每一个元件都必

12、须与一个数学模型相关联，数学模型是数学方程的集合和一段计算机码的可 执行文件。 AMESim 的术语是把系统元件的数学模型描述为子模型，术语模型被保留为完整系统的数学模型。 AMESim 包含一个大子模型集合。只要合适，子模型与元件是自动关联的。 第第1步：进入子模型模式步：进入子模型模式 1. 从水平工具栏点击子模型模式按钮。 显示屏将变成图3.10的样子。 注意到单端口质量块具有正常样子，而两个弹簧，双端口质量块和零速源都取它们的反色。这是由 于只有单端口质量块有子模型与它关联，其它元件必须指定子模型。 Figure 3.10: 没有关联子模型的元件没有关联子模型的元件 在AMESim内，

13、一个元件可能有多个子模型与它关联，对于单端口质量块，只有一个子模型可用，所以被自动内，一个元件可能有多个子模型与它关联，对于单端口质量块，只有一个子模型可用，所以被自动 关联。其它元件，有多个子模型可供选择，可以手工匹配。作为选配，我们让关联。其它元件，有多个子模型可供选择，可以手工匹配。作为选配，我们让AMESim 选择最简单的模型选择最简单的模型。 这就是首选子模型功能的目的，将在本例中使用。 第第2步：使用首选子模型功能步：使用首选子模型功能 1. 从水平工具栏点击首选子模型按钮 。 这时，所有元件都有正常的图标，表示它们都有子模型。在列表中，选择每一个元件的第一个子 模型。为了检查匹配

14、给元件的子模型名字，我们将在草图上把它们显示出来。 第第3步：步： 显示显示/消隐元件标注消隐元件标注 1. 在草图上点击鼠标右键。 出现标注菜单： Figure 3.11: 标注菜单标注菜单 2. 选择显示元件标注子菜单 给每一个元件选择的子模型，以标注形式显示出来。 3. 选择消隐元件标注子菜单 标注消失了。 在当前例子使用这一功能造成如图3.12所示。 子模型有短名字例如MAS001 ，是与单端口质量块相关联的子模型。 在这个阶段，这些名字对你没什么意义，但随着你变得越来越有经验，这些信息会越来越重要。 Figure 3.12: 元件的标注元件的标注 还剩三个阶段： AMESim 必须为

15、系统生成可执行码。 必须设置各种参数。 必须执行运行。 3.3.3 设置参数设置参数 第第1步：进入参数模式步：进入参数模式 1. 在水平工具栏点击参数模式按钮。 AMESim对系统执行各种检查并生成可执行码，系统编译窗口会给出一些技术信息，说明完成仿真必须解的方 程，见图 对系统执行各种检查并生成可执行码，系统编译窗口会给出一些技术信息，说明完成仿真必须解的方 程，见图3.13。 本例有： 由微分方程定义的4个变量，即状态变量，和 由隐含代数方程定义的非变量。 Figure 3.13: 系统编译窗口系统编译窗口 2. 点击关闭按钮 窗口变成图3.14所示，标注被修改成: 子模型后面添加了数字

16、被称为立即数立即数。这种简化适合辨别同一个子模型的不同表现。 Figure 3.14: 子模型中的立即数子模型中的立即数 大多数AMESim子模型有一组参数与之关联，然而单端口质量块子模型用子模型有一组参数与之关联，然而单端口质量块子模型用kg确定质量，弹簧用刚度确定。 当AMESim用子模型与元件关联时， 这些参数被设置为合理的默认值， 现在你必须把这些参数设置成 真实值。 现在，你可以检查当前的参数设置并改变部分值。 第第2步：改变参数步：改变参数 1. 选择单端口质量块 改变参数对话框如图3.15所示。单端口质量块的子模型是MAS001是一个简单模型，它包括两个状态 变量，即端口1上的速度和位移。显示窗的主要部分是描述参数的标题，单位和当前值的列表。 如果你要改变参数当前值，可以： 1. 双击这个值。 2. 输入一个新值。 3. 按Enter 键。 4. 点击OK钮，关闭对话框。 Figure 3.15: 改变参数对话框改变参数对话框 第第3步：定义状