2.5 AMESim软件介绍
2.5.1 AMESim软件简介
AMESim是世界著名的工程系统高级建模与仿真平台，它提供了一个系统级工程设计的完整平台，模型的零部件可以通过各个分析模型进行表述，其中分析模块能表述系统的液压、气动、电子、机械特性。
用户可以在单一的平台上建立复杂的多学科领域的机电液一体化系统模型，并在此基础上进行仿真计算和深入的分析。工程师在一个基于工程应用的AMESim友好环境下可研究元件或者系统的稳态和动态性能。AMESim的图形化用户界面使得用户可以在完整的应用模型库中选择需要的模块来构建复杂系统的模型，如图2.7所示为AMESim图形用户界面。
大量的用户群使得AMESim已经成为世界范围内的车辆、发动机、越野设备、航天航空、船舶、轨道交通、冶金设备、海洋工程及重型设备等工业领域内的多学科专业（包括控制、流体、机械、热分析、电、磁及能源等复杂工程系统）建模与仿真的首选平台。工程设计师完全可以应用集成的一整套AMESim应用模型库来设计一个系统或一个流体元部件，所有的这些来自不同物理领域的模型都是经过严格的测试和试验验证的。AMESim使得工程师迅速达到建模仿真的最终目标：分析和优化设计，从而帮助用户降低开发的成本和缩短开发的周期。
AMESim模块中包含了特定的工具和根据各种不同物理领域预定义的零部件组成的应用库，因此，使用AMESim不需要复杂的三维几何描述就能够创建系统的物理模型。现有的应用模型库有机械库、信号控制库、液压库（包括管道模型）、液压元件设计库、液阻库、注油库（如润滑系统）、气动库（包括管道模型）、气动元件设计库、热库、热液压库等，如图2.8为液压模型库中部分元件。作为在设计过程中的一个主要工具，AMESim还具有与其他软件包丰富的接口，如Simulink、Adams、LabVIEW、Simpac、Flux2D、RTLab、dSPACE、iSIGHT等。
图2.7 AMESim图形用户界面
图2.8 液压模型库
建模仿真过程分为四个步骤：构建方案模型，为每个元件模块指定数学模型，设定模型的参数，仿真计算分析。
2.5.2 AMESim的特点
1）AMESim提供了多学科的建模仿真平台
AMESim在统一的平台上可以进行机械、液压、气动、热、电和磁等物理领域多学科系统工程的建模和仿真。不同学科领域的模型在AMESim平台的直接物理连接实现了多学科耦合特性的分析。
2）AMESim是CAE交互仿真平台
AMESim提供了以下丰富的与其他软件的接口。
● 控制软件：MATLAB/Simulink；
● 机构动力学软件：Adams，Simpack，VL Motion，RecurDyn；
● 电磁场仿真软件：Flux；
● 实时仿真软件：RTLab，dSPACE，xPC，Labcar，ADI。
3）AMESim提供了强有力的数字求解器
AMESim的智能求解器能够根据所建模型的数学特性，自动选择最佳的积分算法，并根据在不同仿真时刻的系统特点，动态地切换积分算法和调整积分步长，以缩短仿真时间和提高仿真精度。内嵌式自动的数学不连续性处理工具解决了数字仿真的杀手：间断点的问题。大型液压管网系统的分配分割计算及批处理和设计探索的分布式计算大大减少了复杂系统分析和优化的时间。
4）AMESim具有稳态/动态性能分析功能
AMESim提供了齐全的分析工具，以方便用户分析和优化自己的系统：线性化分析工具（系统特征值的求解；Bode图，Nichols图，Nyquist图；根轨迹分析），模态分析工具，频谱分析工具（快速傅里叶转换；阶次分析；频谱图），以及模型简化工具（Activity Index）。
三维可视化功能 （AMEAnimation）的加入，使得AMESim能够将AMESim2D机构库建立的模型自动转换为三维可视模型，用户可以在AMEAnimation中清晰地看到所设计机构的动作情况。
5）AMESim具有过程集成和设计优化功能
AMESim内嵌的设计探索模块，使得用户可以直接在AMESim中进行试验规划分析（DOE），优化分析和质量分析（蒙特卡罗）。此外，AMESim还提供了与专业优化工具，包括iSIGHT、Optimus及Frontier的接口。同时，用户还可以采用Excel或者自己编写的代码进行集成或者优化。
6）AMESim具有强大的二次开发功能
AMESim系列产品的中AMESet为用户提供一个标准化、规范化和图形化的二次开发平台：用户不仅可以直接调用AMESim所有模型的原代码模板，而且还可以把用户自己的C或Fortran代码模型，以图形化模块的方式综合进AMESim软件包。AMESet可以将用户在AMESim上建立的模型，生成标准化的C或Fortran代码，并为此生成相应的标准的说明文档。
7）AMESim具有实时仿真功能
通过AMESim的实时仿真功能，可以将在AMESim上建立的离线模型生成用户指定的实时平台所需要的实时代码，避免了用户重新在实时仿真平台上建立实时模型烦琐的工作。AMESim的模型既可以用于离线仿真，又可以用于实时仿真； 既可以用于设计阶段，又可以用于产品验证阶段。