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1、第6章 超级元件工具6.1 引言当一个模型变得越来越大时，在AMESim中查找一个特殊的组件或者作一次全系统得快速浏览变得越来越困难。超级元件工具解决了这些问题。它的原理是选择一组元件，然后将它们“压缩打包”成一个图标。对所有的库来说，使用超级元件法是非常有优势的。生成一个超级元件的基本步骤如下所示：l 使用AMESim标准元件或者特殊的库元件来生成一个框图，我们称其为单层或者平面系统。l 对其进行彻底地试验。l 选择模型中需要生成超级元件的部分。l 声明其为一个超级元件。l 将其与一个标准的或用户自定义的图标联系起来。l 定义这个图标的端口。l 对这个超级元件进行命名，其中包括一个简单的描述
2、和详细的描述。l 将其作为一个正常的AMESim元件来使用。下面我们将通过一个简单的例子来开始超级元件工具的使用。我们希望你能自己完成这个例子。6.2 使用标准图标来构造PID控制器的超级元件目的：l 描述生成一个超级元件的全过程l 使用现存目录中的已有图标来存储超级元件如下的系统使用的是控制库中的PID控制器。它演示了一个质量块的位置控制。利用一个二阶滞后环节来建立作用在质量块上的执行机构(电气的、液压的、气动的)的力学模型。6.2.1 平面系统和包含超级元件系统的比较第1步：生成一个控制环1、构造一个如图6.1所示的模型。图6.12、当你已经进入子模型模式下后，使用Premier subm
3、odel按钮。3、在参数模式下，按下表所示设置参数。子模型在图中的序号（如果有）名称数值UD001第一阶段的起始输出(null)1第一阶段的终止输出(null)1第一阶段的持续时间(s)20第二阶段的起始输出(null)0.4第二阶段的终止输出(null)0.4PID000比例系数(null)30积分系数(null)10LAG2阻尼比(null)0.7MAS004端口1位移(m)0.6质量(kg)10粘滞摩擦系数(N/(m/s)10倾角(+90：端口1在最低点,-90：端口1在最高点)(度)0UD002第一阶段的持续时间(s)50第二阶段的起始输出(null)5第二阶段的终止输出(null)5
4、4、现在你可以运行一个终止时间为80s的仿真，并且画出跟随系统输入的质量块位移曲线，如图6.2所示。图6.2注意质量块的位置是如何去跟踪给定值的。第2步：创建如下的平面系统你可以通过在相同的窗口下复制/粘贴前一个系统来完成这个模型，它们是完全等价的。如图6.3所示。图6.31、构造这个系统，使用Premier submodel按钮，并且设置如下参数。子模型在图中的序号（如果有）名称数值GA001增益值(null)30INT0增益值(null)10GA002增益值(null)02、这两种情况下，仿真结果都如图6.2所示。6.2.2 创建一个超级元件引言从图6.3所示的系统中，你可以构造一个你自己
5、的超级元件，并且将它和在图6.1中所用到的信号库中的PID图标联系起来。如图6.4所示。图6.4这样，它将被以下的图标所代替：这个过程可以通过以下3步来完成：1、从选中的元件中得到一个辅助系统。2、从辅助系统中创建一个超级元件。3、将超级元件指定为一个标准元件。 这样就生成了一个通用超级文件。请参阅AMECustom手册中的customize supercomponents。第1步：从选中的元件得到一个辅助系统1、选择一个图标来存储超级元件。2、选择Edit/Copy to supercomponents,或者使用快捷方式Ctrl+W。图6.5以上两种情况下，都会打开辅助系统对话框。检查所示的
6、辅助系统是否正确，如果不对，那么就立即关闭这个对话框，并重复以上过程。第2步：从辅助系统中创建一个超级元件通过如图6.5所示的辅助系统对话框中的图标,可以：l 选择一个合适的图标l 设置超级元件的端口l 设置超级元件的名称l 设置超级元件的简单和详细描述1、点击Select an icon按钮，得到一个图标选择对话框。在AMESim下可以浏览所有的库，各库内包含了图标列表。这些图标都含有两个端口，并且都与我们要创建的超级元件兼容。请注意其中的信号，控制和观测器（Signal,Control and Observers）库，打开它将会找到我们所需要的图标。图6.6注意其中的New Comp ic
7、on和New Category按钮。它们将被用来创建你自己的图标(具体参见6.5节 使用你自己的图标来创建PID控制器的超级元件)。2、找到并选择本章第一个例子(图6.1)中所使用的PID图标。这个包含端口号的图标将被添加到对话框中。3、按以下步骤完成这个超级元件的创建。(1)填写超级元件的名称。例如，SCPID5。命名规则如下：l 字符数为424个l 所有的字符必须为字母或数字l 第一个字符必须为字母l AMESim将自动把小写字母转换为大写字母l 名称必须是唯一的l 如果你设置的名称包含至少一个数字，且这个数字不小于5，那么你的名称就不会跟AMESim中提供的任何子模型相冲突。(2)定义超
8、级元件的端口超级元件图标的端口和辅助系统之间必须进行通讯。图6.7当端口未被定义时，将会灰度显示为一个“?” 。(3)点击每一个未被定义的端口，并在生成的下拉菜单中选择一个端口号。(4)填写超级元件的简单描述。这个操作是可选的，但是我们建议你进行填写，特别是当你所建立的超级元件在几个不同的系统中使用时。(5)点击Full Description按钮，在模板上填写超级元件的详细描述。这个操作也是可选的，但是我们建议你进行填写。图6.8注：当你创建一个超级元件后，通过Edit basics工具，可以非常方便地修改图标、简单描述和详细描述。(6)点击Save按钮。将会出现一个文件浏览器。(7)指出文
9、件submodels.index的当前路径。 通过文件浏览器，你可以指定你的超级元件的存储路径：图6.9(8)选择这个路径并且点击OK按钮。现在，你的超级元件已经生成并可以使用了。接下来将说明如何使用一个超级元件。6.3 超级元件工具6.3.1 用超级元件来替换一个子模型当超级元件跟一个图标联系起来以后，你可以通过在子模型模式下点击这个图标来使用它：你会发现超级元件的名称将会出现在子模型的列表框中。图6.10所示为点击我们前面所建立的PID图标后所出现的列表框。图6.10你可以选择这个你新建的超级元件来代替前面的PID子模型：图6.116.3.2 展开一个超级元件在一个子模型列表对话框中，当选
10、中一个超级元件后，将激活在图6.10中显示为灰度的Explore按钮。如果你点击这个按钮，那么这个超级元件的内容将会被显示出来：图6.12通过展开超级元件对话框，组成超级元件的各个元件将会显示出来，而且它和展开的超级元件是相关的。6.3.3 更改一个超级元件的参数首先你需要切换到参数模式下，然后通过点击PID超级元件得到展开超级元件对话框。图6.13在展开的超级元件中，你可以通过选择其中一个元件来检查和修改其相关参数的值。6.3.4 绘制一个超级元件的变量曲线在运行模式下，使用前面提到的相同的原则：当超级元件被展开以后，你可以通过点击其中的一个组成元件来得到相应的变量列表。然后，变量可以被选择
11、并进行正常的曲线绘制。图6.14通过单步运行原模型的仿真，对比可以发现使用超级元件时结果是完全一样的。6.4 管理超级元件不同类型的超级元件有三种不同类型的超级元件：1、一般的通用超级元件；2、包括全局参数的通用超级元件；3、用户化的超级元件。 通用超级元件在AMESim中总是生成这种超级元件。你总是可以展开一个通用超级元件。为了消隐它的组成元件，唯一的方法就是使用全局参数。如果你使用了全局参数，那么当你在参数模式下点击一个通用超级元件后，你会发现有些特征被改变了：l 如果没有使用全局参数，则通用超级元件中的内容会被立即显示出来 l 如果使用了全局参数，则通用超级元件中的内容将在一个改变参数对
12、话框中显示出来。而且这些内容可以在一种正常的方式下被改变。你还可以通过点击Explore按钮来展开这个通用超级元件中的内容。当你点击这个通用超级元件中的任何一个组成元件时，你将得到一个新的改变参数对话框，但是任何一个被定义为超级元件全局参数的参数都是被隐藏的。用户化的超级元件这种超级元件必须通过使用AMECustom来生成。当在AMESim中使用时，跟使用子模型元件类似。为了展开一个用户化的超级元件，你必须使用AMECustom。甚至你还不得不提供一个口令。使用用户化的超级元件的想法是设计者可以用来决定什么东西是可见的和什么东西是消隐的。设计者消隐某些东西，出于以下两个原因：1、一些详细的配置
13、和参数值，可能会有一些涉及商业保密的信息；2、隐藏细节的东西可以使得超级元件使用起来更加简单。或许你已经在不知道的情况下用过了一些用户化的超级元件了。因为在AMESim的库中有一些就是用户化的通用超级元件。你可以参阅AMECustom手册来对用户化的超级元件进行更多的了解。多层次的超级元件正如本章前面所提到的，可以通过将各种不同的标准元件连在一起来生成一个超级元件。同时，你也可以使用其它的超级元件来生成一个新的超级元件。这种情况下，它被称作多层次超级元件，可以既包括标准元件，又包括任何类型的其它超级元件。一个多层次超级元件的例子如下图所示。图6.15这个多层次超级元件被命名为SCPOS5，并且
14、它包括了前面我们所创建的超级元件SCPID5。创建一个多层次超级元件的过程和使用标准元件时是完全相同的。显示可用的超级元件和它们所属的库选择Edit/Available supercomponents:图6.16如上图所示，可用的超级元件对话框将出现一个列表，这个列表会显示出你所存取过的已经存在的所有超级元件。超级元件都存储在它们自己的库中。你所生成的PID控制器也将显示在列表中。 使用这个对话框，你可以：l 删除一个超级元件l 删除一个库l 编辑一个超级元件删除一个超级元件或库当删除一个库时，必须保证它是一个空库。如果你想清空一个库，你可以使用编辑菜单下的Available supercomponents,Available customized以及Available user submodels等对话框。在可用的超级元件对话框下：1、选中你想要删除的超级元件。2、点击Remove按钮。相同的过程可以用来删除一个空的超级元件库。在图标菜单下：1、在主菜单条下，使用Icons/Remove category。将会出现一个删除库的对话框：图6.172、选中一个你想删除的库。图6.183、如果你想同时删除与这个图标相关的文件(.i
