SimInTech与UM软件联合仿真的两种方法

SimInTech支持与第三方软件的联合仿真，接口位于External models区块库。

图 1.1 SimInTech第三方软件接口界面

对于俄罗斯多体动力学软件Universal Mechanism，提供了以下两种方式。

• SimInTech Import：从SimInTech编译DLL文件，导入UM

• SimInTech Cosimulation：从UM生成cosim文件，链接到SimInTech

图 1.2 UM模块许可查看界面

从SimInTech导出控制系统到UM进行联合仿真的流程如下：

• 在SimInTech里搭建控制框图；

• 从SimInTech输出动态链接库（DLL 文件）；

• 在UM程序里创建机械系统模型；

• 在UM程序里加载机械系统模型，导入第二步得到的DLL文件；

• 在UM里进行仿真。

下面以UM软件自带的倒立摆模型为例进行介绍，该模型位于本地目录C:\Users\Public\Documents\UM Software Lab\Universal Mechanism\9\SAMPLES\ SimInTech\inv_pend_simintech。

操作步骤如下：

1. 运行SimInTech，打开UM软件自带的pid.prt文件，如图 1.3。

图 1.3 pid.prt文件位置

2. PID控制框图如图 1.4。

图 1.4 PID控制框图

注意：这里使用的是Signals区块库下的Input contact和Output contact。

3. 选择主菜单Code generation → C-code generation，弹出C-code generator窗口，在Setting页面确保选择的编译器是MinGW_DLL，如图 1.5。

图 1.5检查编译器

4. 点击按钮，在弹出的设置窗口展开Code Generation参数组，设置Name(s) of algorithm参数值（即编译得到的DLL文件的名称）为PID，如图 1.6。

图 1.6设置DLL文件名称

5. 选择主菜单Tools → Create sources。等待数秒，就在同一路径下生成了动态链接库文件PID.dll，如图 1.8。

图 1.7选择编译菜单

图 1.8 DLL文件创建成功

6. 关闭SimInTech软件。

7. 运行UM Simulation仿真程序，加载倒立摆模型C:\Users\Public\Documents\ UM Software Lab\Universal Mechanism\9\SAMPLES\SimInTech\inv_pend_ simintech。

8. 选择主菜单Tools → External library interface，弹出外部库向导窗口，定义好控制系统的输入和输出变量，如图 1.9。

图 1.9连接机械系统和控制系统

9. 点击OK，关闭外部库向导。

10. 开始仿真，从动画窗口可以观察到单摆在控制力作用下能保持稳定。

图 1.10单摆在在控制力作用下保持稳定

从UM导出机械系统模型到SimInTech进行联合仿真的流程如下：

• 在UM Input程序里创建机械系统模型；

• 在UM Simulation程序里加载机械系统模型，生成cosim文件；

• 在SimInTech里搭建控制框图；

• 添加一个UM专用接口区块到SimInTech控制系统；

• 在SimInTech里进行动力学仿真（UM在后台运行）。

同样，我们以倒立摆模型为例进行介绍，模型路径：C:\Users\Public\Documents\UM Software Lab\Universal Mechanism\9\SAMPLES\Cosimulation\inv_pend_cosim

1. 运行UM Simulation程序，加载模型inv_pend_cosim。

2. 选择菜单Tools → Wizard of export，弹出输出向导窗口。

3. 添加一个输入信号，从下拉菜单选择force；添加一个输出信号，从变量向导创建单摆绕X轴转动的角位移变量并拖至输出信号处，如图 1.11。

图 1.11定义UM模型输入输出信号

4. 点击按钮，设置名称inv_pend_cosim，点击保存。

5. 这样就生成了inv_pend_cosim.cosim文件，如图 1.12。在SimInTech环境中执行仿真时，通过cosim文件与UM进行数据交互。

图 1.12生成inv_pend_cosim.cosim文件

6. 运行SimInTech，搭建好PID控制系统框图，如图 1.13，并保存到UM的inv_pend_cosim模型目录下。

图 1.13包含UM专用接口的控制框图

7. 双击控制框图中的UM专用接口区块，在弹出窗口的Properties界面，设置Configuration file参数值为inv_pend_cosim.cosim，设置UM model file参数值为input.dat，如图 1.14。

图 1.14连接UM模型

8. 点击按钮，开始仿真，自动调出UM的动画窗口，可以观察到单摆在控制力作用下保持稳定，如图 1.15。

图 1.15在SimInTech环境里仿真