一套完整的建模和仿真工具

動態(tài)建模實驗室 Dymola 是一套完整的工具，用于對汽車、航空航天、機(jī)器人技術(shù)、加工及其他應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)所使用的集成和復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真。Dymola采用業(yè)界一流的 Modelica語言和仿真技術(shù)，快速解決復(fù)雜的多專業(yè)學(xué)科系統(tǒng)建模和分析問題。Dymola 是用于模型創(chuàng)建、測試、仿真和后處理的完整環(huán)境。

多工程領(lǐng)域

Dymola 具有獨(dú)特的多工程能力，這意味著，模型可能包含來自許多工程領(lǐng)域的組件。這使得模型能夠更全面地表示真實世界中的復(fù)雜系統(tǒng)。Dymola 提供許多不同領(lǐng)域的庫，庫中包含機(jī)械、電氣、控制、熱、氣動、液壓、動力傳動系、熱力學(xué)、車輛動力學(xué)、空調(diào)等領(lǐng)域的組件。
您能夠建模和仿真任何可以用常微分方程（ODE）和代數(shù)方程描述的物理組件，在底層使用數(shù)學(xué)方程建模，在高層則可通過拖放式操作進(jìn)行組件組合。

探索 Dymola 的功能

一、導(dǎo)出功能和與其他軟件的接口連接：

導(dǎo)出功能：Dymola 支持 FMI（功能模型接口），可將代碼和模型導(dǎo)出至其他平臺，并提供與其他軟件的接口。

“實時仿真”允許在不支持 Microsoft C 編譯器的環(huán)境中使用模型。它專門為實時平臺而設(shè)計，例如 dSPACE 和 xPC 平臺，Dymola 支持使用這些平臺進(jìn)行硬件在環(huán) (HIL) 仿真。實時仿真是標(biāo)準(zhǔn) Dymola 產(chǎn)品的一部分。以下限制適用“實時仿真”只允許導(dǎo)出使用內(nèi)聯(lián)積分模型，即具有嵌入式固定步長積分器的模型。使用實時仿真導(dǎo)出的運(yùn)行時例程不包括大多數(shù)高級庫例程。

• “二進(jìn)制模型導(dǎo)出”選項允許將模型導(dǎo)出到其他計算機(jī)，而且目標(biāo)系統(tǒng)無需具備 Dymola 許可證。導(dǎo)出模型的仿真功能與具有 Dymola 許可證的計算機(jī)上的仿真功能相同。優(yōu)勢包括：輕松將仿真代碼部署到其他計算機(jī)，而無需承擔(dān)管理運(yùn)行時許可證的成本和開銷。導(dǎo)出的代碼中提供了完整的仿真功能，不受有復(fù)制保護(hù)的運(yùn)行時庫的限制。因此，支持在 Modelica 專家領(lǐng)域以外進(jìn)行大規(guī)模部署。

• “源代碼生成”可導(dǎo)出能在任何平臺上使用的代碼，而且目標(biāo)系統(tǒng)無需具備 Dymola 許可證。有許多標(biāo)記可用來修改所生成模型代碼的內(nèi)容。“源代碼生成”允許導(dǎo)出可讀高且文檔齊全的代碼，便于檢查、調(diào)試、性能分析等。因此，該導(dǎo)出選項適合基于模型的高級應(yīng)用，例如快速原型設(shè)計。當(dāng)模型在 Dymola 或 Simulink 中轉(zhuǎn)換時，“源代碼生成”選項包括“實時仿真”（不受內(nèi)聯(lián)積分限制）和“二進(jìn)制模型導(dǎo)出”提供的功能?！岸M(jìn)制模型導(dǎo)出”和“源代碼生成”選項都允許將符號表信息導(dǎo)出為 XML 文件，例如模型結(jié)構(gòu)、變量名稱、類型和單位。

與其他軟件的接口連接：

1、功能模型接口：FMI 可以無縫集成 Dymola 中各種工具的動態(tài)系統(tǒng)模型。通過導(dǎo)入 FMU，可以輕松添加控制器或子系統(tǒng)，從而增強(qiáng) Modelica 模型的高級功能。

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)化：Dymola 支持據(jù)  SSP 1.0 規(guī)范導(dǎo)入和導(dǎo)出系統(tǒng)描述，包括對參數(shù)值和映射文件的支持以及建議的 SRMD 元數(shù)據(jù)格式。 

3、面向 Simulink 的 FMI 工具：達(dá)索系統(tǒng)提供的工具全面支持在 Simulink 中導(dǎo)出和導(dǎo)入 FMU。該工具套件可免費(fèi)使用，無需任何許可證密鑰；Dymola 客戶可享受支持和維護(hù)。

• 全面支持 FMI 導(dǎo)出和導(dǎo)入。

• FMI 版本 1.0、2.0 和 3.0 - 模型交換和協(xié)同仿真。

• Simulink Coder Target 用于從 Simulink 導(dǎo)出 FMU。

• Simulink FMU 塊用于將 FMU 導(dǎo)入并嵌入到 Simulink 模型中。

4、硬件在環(huán)：Dymola 可以為 HILS 平臺生成高效代碼，例如 dSPACE 和 Concurrent。此外，源代碼生成還允許用戶為可編譯 C 代碼模型的任何環(huán)境設(shè)置工具鏈。Dymola 還支持新的 eFMI 規(guī)范，可從 Modelica 模型生成優(yōu)化的算法代碼。

5、Python、Java 和 JavaScript：Dymola 可以輕松地與常見腳本編寫環(huán)境（例如 Python 和 Java）進(jìn)行接口連接，從而對常見任務(wù)進(jìn)行靈活的腳本編寫。可以使用提供的實用程序庫來設(shè)置參數(shù)并讀取仿真結(jié)果?？梢圆捎酶鞣N格式來導(dǎo)出數(shù)據(jù)，包括 Excel 的 CSV 格式和 HDF5。 

6、Dymola 和 SIMULIA 軟件的接口連接：可以將 Dymola 與 SIMULIA 工具 Abaqus、iSight 和 Process Composer進(jìn)行接口連接。

二、模型設(shè)計工具：

模型試驗涉及對各種參數(shù)組合運(yùn)行仿真，以確定建模系統(tǒng)的性能。模型校準(zhǔn)可幫助用戶調(diào)整參數(shù)，使仿真結(jié)果與測量數(shù)據(jù)高度吻合。設(shè)計優(yōu)化可針對多種標(biāo)準(zhǔn)和多種應(yīng)用場景改善系統(tǒng)動力學(xué)特性。 總體來說，這些選項可幫助用戶有效執(zhí)行仿真并輕松管理模型。

1、掃描參數(shù)：

• 少數(shù)模型僅需仿真一次。事實上，采用不同的參數(shù)運(yùn)行多次仿真并對結(jié)果進(jìn)行比較是用戶最基本的任務(wù)之一。這可通過 Dymola 或 Python 中的腳本或使用內(nèi)置功能來完成。

• Dymola 具有現(xiàn)代化的用戶界面，可允許用戶拖放要用于掃描的變量，并實現(xiàn)結(jié)果的可視化。在掃描一個參數(shù)時，您可以選擇繪制整個軌跡，或僅繪制在仿真結(jié)束時選定的軌跡點(diǎn)。在掃描兩個參數(shù)時，Dymola 將根據(jù)最后的點(diǎn)繪制一個曲面。掃描三個或更多參數(shù)時，將使用散點(diǎn)圖。

• 參數(shù)掃描會在計算機(jī)處理器的所有可用內(nèi)核上自動并行運(yùn)行。

2、設(shè)計優(yōu)化：

• 設(shè)計優(yōu)化用于調(diào)整設(shè)備或其控制器的參數(shù)，以針對多種標(biāo)準(zhǔn)和多種情況改善系統(tǒng)動力學(xué)特性。

• Modelica 模型包含諸多可以通過調(diào)整提高性能的參數(shù)，例如汽車的彈簧常量、變速箱的傳動比或控制器的參數(shù)等。

• 設(shè)計優(yōu)化是一種通過調(diào)整參數(shù)改進(jìn)系統(tǒng)行為的方法。系統(tǒng)會計算調(diào)整參數(shù)，以盡可能地減少表達(dá)改進(jìn)的數(shù)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)值通常源自仿真結(jié)果，例如響應(yīng)的過沖或上升時間，但也可以通過頻率響應(yīng)或特征值分析得出。 

3、模型校準(zhǔn)：

• 描述物理系統(tǒng)的 Modelica 模型通常包括許多需要設(shè)置的參數(shù)。某些參數(shù)的值很難通過設(shè)計規(guī)范進(jìn)行確定或者難以進(jìn)行測量，例如，部件慣性、摩擦力和損耗參數(shù)等。

• 在模型校準(zhǔn)（參數(shù)估計）過程中，通過真實設(shè)備測得的數(shù)據(jù)將用于調(diào)整參數(shù)，確保仿真結(jié)果與測量數(shù)據(jù)高度吻合。Dymola 會改變調(diào)整參數(shù)和仿真，尋找令人滿意的解決方案，從而最大限度地減少仿真結(jié)果與測量值之間的差異。

4、模型管理：

模型管理包括對模型加密的支持、由 Dymola（CVS、Subversion 和 GIT）提供的版本控制，以及用于檢查、測試和比較模型的實用程序。

• 與版本控制系統(tǒng)進(jìn)行集成。

• 回歸測試（根據(jù)已知優(yōu)異結(jié)果核查仿真結(jié)果）。

• 類和條件覆蓋。

• 變量單位和樣式檢查。

三、Modelica 行業(yè)解決方案

集成多個工程學(xué)科

Modelica 工具具有跨領(lǐng)域性，這意味著它們可以處理方程式以生成高效的仿真代碼。領(lǐng)域知識包含在 Modelica 庫中，旨在處理來自機(jī)械、電氣和熱流體領(lǐng)域的各種應(yīng)用。

這些庫可與 Dymola 和 3DEXPERIENCE Dymola 行為建模結(jié)合使用，可獨(dú)立使用或與其他 Modelica 庫一起使用，以對跨越多個工程學(xué)科的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真。

1、汽車

汽車應(yīng)用涵蓋三大類別：

- 帶 VeSyMA 庫的發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)建模。
- 帶 電池、直流驅(qū)動器、電氣化動力系統(tǒng)的混合/備選動力傳動系統(tǒng)。
- 支持 VeSyMA 懸架、冷卻、熱系統(tǒng)、暖通空調(diào)、人體舒適度 和 流體動力 的詳細(xì)車輛行為。適用于靈活且可重用組件的分層 Modelica 模型。

采用分層結(jié)構(gòu)化的開源 Modelica 模型可為多種車輛配置提供前所未有的靈活性，同時可重復(fù)利用常用組件。

2、航空航天與國防

熱系統(tǒng)、人體舒適度、飛行動力學(xué)、流體動力、無刷直流驅(qū)動器和電氣化動力系統(tǒng)等庫可為復(fù)雜的飛機(jī)建模提供鼎力支持。

熱系統(tǒng) 處理各種熱流體系統(tǒng)，人體舒適度 則可增強(qiáng)座艙熱建模的能力。航空系統(tǒng)連接推進(jìn)系統(tǒng)和空氣動力學(xué)，飛行動力學(xué) 則快速分析飛行特征。制動器采用 流體動力、無刷直流驅(qū)動器 和 電氣化動力系統(tǒng)。柔性體 管理模態(tài)實體。電力系統(tǒng)對飛機(jī)電氣系統(tǒng)（從發(fā)電到控制）進(jìn)行建模。

3、能源、流程與公共事業(yè)

對環(huán)境影響的要求愈發(fā)嚴(yán)格，這推動著物理學(xué)和控制系統(tǒng)建模朝著更為精細(xì)的方向發(fā)展。工業(yè)流程仿真庫用于對紙張和紙漿 + 蒸汽網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模。在工廠中應(yīng)用這款工具可帶來諸多益處，例如正確地設(shè)計改建工廠和新工廠、控制器調(diào)諧和優(yōu)化以及縮短聯(lián)調(diào)時間。ClaRa Plus 庫有助于仿真高級聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠等對象。

暖通空調(diào) (HVAC) 庫允許您選擇正確的系統(tǒng)控制戰(zhàn)略，并在建筑物設(shè)計流程的早期階段避免出現(xiàn)成本高昂的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計錯誤，從而最大限度地降低建筑物暖通空調(diào)運(yùn)營的成本。人體舒適度 庫可提供一種集成式的方法，用于仿真有人值守的建筑物或車輛內(nèi)的熱感舒適度。

4、工業(yè)裝備

所有類型的工業(yè)裝備均可以使用 Modelica 標(biāo)準(zhǔn)庫的機(jī)械庫（包括 3D 多體系統(tǒng)）進(jìn)行建模。其他選項包括源自有限元模型的柔性梁和模態(tài)實體。制動器和控制系統(tǒng)使用 流體動力、氣動系統(tǒng)、無刷直流驅(qū)動器 和 電氣化動力系統(tǒng) 庫進(jìn)行建模。工業(yè)機(jī)械的熱性能可使用 熱系統(tǒng) 和 冷卻庫輕松進(jìn)行建模。