Для чего служит модуль um simulation
Для чего служит модуль um simulation
Презентации
Все презентации
Модуль UM Drilling и инженерное приложение UM Drillstring Analysis
Описание функционала и областей применения инструментов анализа бурильной колонны, реализованных в модуле UM Drilling и инженерном приложении UM Drillstring Analysis.
UM Loco/Rail Profile Wear Evolution
Презентация по новому полностью переработанному инструменту UM Loco/Rail Profile Wear Evolution предназначенному для прогнозирования износа профилей ж.-д. рельсов.
Презентация модуля UM Pneumatic Systems (UM PS)
Новый модуль предназначен для моделирования динамики систем тел с пневматическими элементами
Моделирование динамики бурильной колонны
В нашем новом материале рассмотрены методы и подходы к моделированию динамики бурильной колонны, реализованные в «Универсальном механизме».
Использование УМ для оптимизации профилей вагонных колёс
В презентации приведены результаты работы по оптимизации профилей для грузовых и пассажирских вагонов по заказу Выксунского металлургического завода.
Основы PBS анализа в программном комплексе Универсальный Механизм
В презентации приведены примеры использования программного комплекса Универсальный Механизм для расчета PBS анализа.
Мы на YouTube
UM Train
В рамках программного комплекса “Универсальный механизм” разрабатывается модуль моделирования продольной динамики железнодорожного состава, который полностью автоматизирует процесс создания модели поезда и анализ полученных результатов.
Этот модуль позволяет рассчитывать продольную динамику поезда в режимах выбега, тяги и торможения на пути любой конфигурации. При расчете пользователю доступны не только общие для всех механических систем величины такие как координаты, скорости, ускорения и т.д., но специфичные для поезда величины, например силы в межвагонных соединениях и силы торможения.
Модуль UM Train 3D позволяет включать в состав поезда трехмерные модели железнодорожных экипажей, созданные в модуле UM Loco, например модель трехвагонного сцепа. Это бывает необходимо при исследовании многих железнодорожных задач, например задачи безопасности движения, где для экипажей в составе поезда необходимо анализировать величины показателей, которые могут быть получены только в пространственной постановке, таких как силы отжатия рельсов, коэффициенты устойчивости при вкатывании колес и других. При этом все остальные экипажи поезда, пространственная динамика которых не исследуется, могут быть любыми упрощенными моделями, например одномассовыми.
При создании модели исследователь указывает количество единиц подвижного состава, их тип, а также тип поглощающих аппаратов, используемых на соответствующем экипаже.
 |
| Мастер создания поезда |
Тип экипажа выбирается из базы, включающей модели локомотивов и вагонов, наиболее распространенных на российских железных дорогах. Эта база может быть дополнена моделью любого экипажа. Для этого в самом простом случае достаточно создать графический образ экипажа, задать длину по осям автосцепок, массу экипажа, силы основного сопротивления движению, тяговые характеристики для локомотивов, а также при необходимости силы, специфичные для данного экипажа. Каждая единица подвижного состава в терминах программного комплекса представляет собой подсистему, которая, вообще говоря, может быть моделью любой сложности. Несмотря на то, что в большинстве случаев достаточно одномассовой модели экипажа, в железнодорожный состав может быть включена, например, уточненная модель грузового вагона с трехэлементными тележками или модель трехвагонного сцепа для более подробного анализа динамики отдельного экипажа в поезде (модуль UM Train 3D).
В базе данных модуля также содержатся модели наиболее часто используемых поглощающих аппаратов. В эту базу могут быть добавлены модели с любыми другими характеристиками, описанные с помощью средств программного комплекса.
На следующем шаге указываются модели торможения, используемые на каждом экипаже. При моделировании тормозной силы отдельно рассчитываются сила нажатия тормозной колодки и коэффициент трения между колодкой и колесом. Модель силы нажатия может быть задана двумя способами: с помощью индикаторной диаграммы наполнения тормозного цилиндра или функцией времени. В свою очередь, коэффициент трения может быть задан графиком зависимости от скорости движения и времени. Процесс распространения тормозной волны в главной магистрали задается либо скоростью, либо диаграммой изменения давления в магистрали.
Силы дополнительного сопротивления движению (сопротивление от кривой, от уклона и т.д.) рассчитываются по методикам, описанным в Правилах тяговых расчетов для поездной работы. При этом исследователь может сам выбрать формулу для определения силы сопротивления. Довольно часто при определении продольных сил в поезде необходимо проводить исследования на пути сложной конфигурации как в профиле, так и в плане.
 |
| Создание макрогеометрии пути |
С помощью инструмента создания макрогеометрии железнодорожного пути в программном комплексе может быть задан путь, который будет набором прямых, переходных кривых, кривых постоянного радиуса и стрелочных переводов в плане и сочетаний различных уклонов в профиле, что позволяет набрать путь любой конфигурации.
Р уководство пользователя для этого модуля доступно на странице загрузки.
R. Kovalev, A. Sakalo, V. Yazykov, A. Shamdani, R. Bowey & C. Wakeling
Simulation of longitudinal dynamics of a freight train operating through a car dumper
Vehicle System Dynamics, Published online: 16 Mar 2016 DOI: 10.1080/00423114.2016.1153115
Полный текст статьи ( бесплатный полный доступ для первых 50 скачиваний )
A heavy haul train and car dumper model was created to analyse train longitudinal dynamics during dumping. Influence of such factors as performance curve of draft gears, total free slack in couplers, operating mode of train positioner and braking of last two cars of train on the in-train forces was considered.
Dmitry Pogorelov, Vladislav Yazykov, Nikolay Lysikov, Ercan Oztemel, Omer Faruk Arar & Ferhat Sukru Rende
Train 3D: the technique for inclusion of three-dimensional models in longitudinal train dynamics and its application in derailment studies and train simulators
Vehicle System Dynamics, Published online: 11 Jan 2017 DOI: 10.1080/00423114.2016.1273532
Полный текст статьи ( бесплатный полный доступ для первых 50 скачиваний )
Algorithms for simulation of trains as coupled detailed spatial and simplified one-dimensional models of rail vehicles are considered. Such an approach to train dynamics allows evaluation of in-train forces and their influence on dynamic characteristics related, e.g. to the safety problems or ride comfort. Initially, the method has been developed for the analysis of derailment accidents and further it has been implemented as a mechanical solver in six-degrees-of-freedom train simulator TRENSIM, which features are discussed in the paper. An algorithm for parallelisation on multi-core processors for the simulation of rail vehicles and trains is presented.
Maksym Spiryagin, Qing Wu & Colin Cole
International benchmarking of longitudinal train dynamics simulators: benchmarking questions
Vehicle System Dynamics, Published online: 11 Jan 2017 DOI: 10.1080/00423114.2016.1270457
Полный текст статьи ( бесплатный полный доступ для первых 50 скачиваний )
Longitudinal train dynamics (LTD) simulations have been playing an instrumental role in the development of larger trains, especially freight trains. LTD simulators have been reported from all around the world, but without standards or standard questions to assess the correct implementation of LTD analysis and the state of LTD studies. Under this situation, the Centre for Railway Engineering initiated the International Benchmarking of Longitudinal Train Dynamics Simulators. Eight teams involving 10 institutions from five countries across three continents have participated in the benchmark and submitted their results. This paper describes the benchmarking questions so other researchers will be able to repeat the simulations in the future and benchmark their programs against the current participating software. The question information includes train configurations and characteristics of the wagon connection system, locomotive traction and dynamic brake characteristics, resistance formula, track data, train driving controls and output requirements. The question information will also enable researchers to replicate the benchmark by providing relevant formulas, data sheets, figures and descriptions.
Для чего служит модуль um simulation
Презентации
Все презентации
Модуль UM Drilling и инженерное приложение UM Drillstring Analysis
Описание функционала и областей применения инструментов анализа бурильной колонны, реализованных в модуле UM Drilling и инженерном приложении UM Drillstring Analysis.
UM Loco/Rail Profile Wear Evolution
Презентация по новому полностью переработанному инструменту UM Loco/Rail Profile Wear Evolution предназначенному для прогнозирования износа профилей ж.-д. рельсов.
Презентация модуля UM Pneumatic Systems (UM PS)
Новый модуль предназначен для моделирования динамики систем тел с пневматическими элементами
Моделирование динамики бурильной колонны
В нашем новом материале рассмотрены методы и подходы к моделированию динамики бурильной колонны, реализованные в «Универсальном механизме».
Использование УМ для оптимизации профилей вагонных колёс
В презентации приведены результаты работы по оптимизации профилей для грузовых и пассажирских вагонов по заказу Выксунского металлургического завода.
Основы PBS анализа в программном комплексе Универсальный Механизм
В презентации приведены примеры использования программного комплекса Универсальный Механизм для расчета PBS анализа.
Мы на YouTube
UM Train
В рамках программного комплекса “Универсальный механизм” разрабатывается модуль моделирования продольной динамики железнодорожного состава, который полностью автоматизирует процесс создания модели поезда и анализ полученных результатов.
Этот модуль позволяет рассчитывать продольную динамику поезда в режимах выбега, тяги и торможения на пути любой конфигурации. При расчете пользователю доступны не только общие для всех механических систем величины такие как координаты, скорости, ускорения и т.д., но специфичные для поезда величины, например силы в межвагонных соединениях и силы торможения.
Модуль UM Train 3D позволяет включать в состав поезда трехмерные модели железнодорожных экипажей, созданные в модуле UM Loco, например модель трехвагонного сцепа. Это бывает необходимо при исследовании многих железнодорожных задач, например задачи безопасности движения, где для экипажей в составе поезда необходимо анализировать величины показателей, которые могут быть получены только в пространственной постановке, таких как силы отжатия рельсов, коэффициенты устойчивости при вкатывании колес и других. При этом все остальные экипажи поезда, пространственная динамика которых не исследуется, могут быть любыми упрощенными моделями, например одномассовыми.
При создании модели исследователь указывает количество единиц подвижного состава, их тип, а также тип поглощающих аппаратов, используемых на соответствующем экипаже.
|
| Мастер создания поезда |
Тип экипажа выбирается из базы, включающей модели локомотивов и вагонов, наиболее распространенных на российских железных дорогах. Эта база может быть дополнена моделью любого экипажа. Для этого в самом простом случае достаточно создать графический образ экипажа, задать длину по осям автосцепок, массу экипажа, силы основного сопротивления движению, тяговые характеристики для локомотивов, а также при необходимости силы, специфичные для данного экипажа. Каждая единица подвижного состава в терминах программного комплекса представляет собой подсистему, которая, вообще говоря, может быть моделью любой сложности. Несмотря на то, что в большинстве случаев достаточно одномассовой модели экипажа, в железнодорожный состав может быть включена, например, уточненная модель грузового вагона с трехэлементными тележками или модель трехвагонного сцепа для более подробного анализа динамики отдельного экипажа в поезде (модуль UM Train 3D).
В базе данных модуля также содержатся модели наиболее часто используемых поглощающих аппаратов. В эту базу могут быть добавлены модели с любыми другими характеристиками, описанные с помощью средств программного комплекса.
На следующем шаге указываются модели торможения, используемые на каждом экипаже. При моделировании тормозной силы отдельно рассчитываются сила нажатия тормозной колодки и коэффициент трения между колодкой и колесом. Модель силы нажатия может быть задана двумя способами: с помощью индикаторной диаграммы наполнения тормозного цилиндра или функцией времени. В свою очередь, коэффициент трения может быть задан графиком зависимости от скорости движения и времени. Процесс распространения тормозной волны в главной магистрали задается либо скоростью, либо диаграммой изменения давления в магистрали.
Силы дополнительного сопротивления движению (сопротивление от кривой, от уклона и т.д.) рассчитываются по методикам, описанным в Правилах тяговых расчетов для поездной работы. При этом исследователь может сам выбрать формулу для определения силы сопротивления. Довольно часто при определении продольных сил в поезде необходимо проводить исследования на пути сложной конфигурации как в профиле, так и в плане.
|
| Создание макрогеометрии пути |
С помощью инструмента создания макрогеометрии железнодорожного пути в программном комплексе может быть задан путь, который будет набором прямых, переходных кривых, кривых постоянного радиуса и стрелочных переводов в плане и сочетаний различных уклонов в профиле, что позволяет набрать путь любой конфигурации.
Р уководство пользователя для этого модуля доступно на странице загрузки.
R. Kovalev, A. Sakalo, V. Yazykov, A. Shamdani, R. Bowey & C. Wakeling
Simulation of longitudinal dynamics of a freight train operating through a car dumper
Vehicle System Dynamics, Published online: 16 Mar 2016 DOI: 10.1080/00423114.2016.1153115
Полный текст статьи ( бесплатный полный доступ для первых 50 скачиваний )
A heavy haul train and car dumper model was created to analyse train longitudinal dynamics during dumping. Influence of such factors as performance curve of draft gears, total free slack in couplers, operating mode of train positioner and braking of last two cars of train on the in-train forces was considered.
Dmitry Pogorelov, Vladislav Yazykov, Nikolay Lysikov, Ercan Oztemel, Omer Faruk Arar & Ferhat Sukru Rende
Train 3D: the technique for inclusion of three-dimensional models in longitudinal train dynamics and its application in derailment studies and train simulators
Vehicle System Dynamics, Published online: 11 Jan 2017 DOI: 10.1080/00423114.2016.1273532
Полный текст статьи ( бесплатный полный доступ для первых 50 скачиваний )
Algorithms for simulation of trains as coupled detailed spatial and simplified one-dimensional models of rail vehicles are considered. Such an approach to train dynamics allows evaluation of in-train forces and their influence on dynamic characteristics related, e.g. to the safety problems or ride comfort. Initially, the method has been developed for the analysis of derailment accidents and further it has been implemented as a mechanical solver in six-degrees-of-freedom train simulator TRENSIM, which features are discussed in the paper. An algorithm for parallelisation on multi-core processors for the simulation of rail vehicles and trains is presented.
Maksym Spiryagin, Qing Wu & Colin Cole
International benchmarking of longitudinal train dynamics simulators: benchmarking questions
Vehicle System Dynamics, Published online: 11 Jan 2017 DOI: 10.1080/00423114.2016.1270457
Полный текст статьи ( бесплатный полный доступ для первых 50 скачиваний )
Longitudinal train dynamics (LTD) simulations have been playing an instrumental role in the development of larger trains, especially freight trains. LTD simulators have been reported from all around the world, but without standards or standard questions to assess the correct implementation of LTD analysis and the state of LTD studies. Under this situation, the Centre for Railway Engineering initiated the International Benchmarking of Longitudinal Train Dynamics Simulators. Eight teams involving 10 institutions from five countries across three continents have participated in the benchmark and submitted their results. This paper describes the benchmarking questions so other researchers will be able to repeat the simulations in the future and benchmark their programs against the current participating software. The question information includes train configurations and characteristics of the wagon connection system, locomotive traction and dynamic brake characteristics, resistance formula, track data, train driving controls and output requirements. The question information will also enable researchers to replicate the benchmark by providing relevant formulas, data sheets, figures and descriptions.
Для чего служит модуль um simulation
Презентации
Все презентации
Модуль UM Drilling и инженерное приложение UM Drillstring Analysis
Описание функционала и областей применения инструментов анализа бурильной колонны, реализованных в модуле UM Drilling и инженерном приложении UM Drillstring Analysis.
UM Loco/Rail Profile Wear Evolution
Презентация по новому полностью переработанному инструменту UM Loco/Rail Profile Wear Evolution предназначенному для прогнозирования износа профилей ж.-д. рельсов.
Презентация модуля UM Pneumatic Systems (UM PS)
Новый модуль предназначен для моделирования динамики систем тел с пневматическими элементами
Моделирование динамики бурильной колонны
В нашем новом материале рассмотрены методы и подходы к моделированию динамики бурильной колонны, реализованные в «Универсальном механизме».
Использование УМ для оптимизации профилей вагонных колёс
В презентации приведены результаты работы по оптимизации профилей для грузовых и пассажирских вагонов по заказу Выксунского металлургического завода.
Основы PBS анализа в программном комплексе Универсальный Механизм
В презентации приведены примеры использования программного комплекса Универсальный Механизм для расчета PBS анализа.
Мы на YouTube
UM Control
Модуль UM Control это набор инструментов для взаимодействия с Matlab/Simulink (UM Matlab Import и UM Matlab CoSimulation), SimInTech (SimInTech Import и SimInTech CoSimulation), встроенным редактором структурных схем UM Block Editor и библиотеками пользователя на базе UM User’s Defined Routines. Перечисленные инструменты позволяют интегрировать механические системы, описанные в «Универсальном механизме» с внешними библиотеками. При моделировании многих реальных технических систем встает задача совмещения механической части модели с подсистемами другой физической природы, например, системами автоматического управления, электрическими машинами и электромагнитными полями, гидравликой, пневматикой и т.д.
Сложные системы такого рода не могут быть описаны встроенными в УМ средствами, поэтому математические модели таких систем описываются либо в виде структурных схем с использованием Matlab/Simulink, SimInTech или редактора схем UM Block Editor, либо разрабатываются пользователем самостоятельно на одном из языков программирования и затем подключаются к УМ как внешние динамически загружаемые библиотеки (DLL). Таким образом, все инструменты модуля UM Control позволяют существенно расширить диапазон систем, моделируемых в УМ, и подойти к моделированию сложных электромеханических систем, например, электровоза; систем управления в автомобилях (ABS, противобуксовочных, противозаносных и других систем), а также мехатронных систем.
Перечисленные инструменты имеют похожий интерфейс пользователя и оперируют одинаковыми терминами, и поэтому объединены в один модуль. Вместе с тем все инструменты функционально независимы и могут поставляться отдельно друг от друга.
Инструменты Matlab Import и SimInTech Import предназначены для импорта моделей, разработанных в Matlab/Simulink или SimInTech, соответственно, в Универсальный механизм. Модели Matlab/Simulink и SimInTech сначала экспортируются как динамически загружаемые библиотеки (DLL) и затем подключаются к Универсальному механизму единообразно с помощью Мастера связи с внешними библиотеками. Дальнейшее моделирование выполняется в среде Универсального механизма.
Интегрированные в программный комплекс «Универсальный механизм» интерфейсы с Matlab/Simulink (инструмент Matlab Import) и SimInTech (инструмент SimInTech Import) позволяют связывать построенную механическую модель UM с моделями подсистем различной природы, описанных в Matlab/Simulink или SimInTech.
Интерфейс позволяет одновременно подключать к механической модели неограниченное количество моделей Matlab/Simulink или SimInTech, скомпилированных в виде динамически загружаемых библиотек (DLL). Интуитивно понятный графический интерфейс программного модуля позволяет подключать DLL со скомпилированной подсистемой, выбирать для данной подсистемы входы и выходы, а также включать и отключать в любой момент требуемые подсистемы.
Алгоритм интеграции модели из различных подсистем состоит, как правило, из следующих этапов:
– определение данных, которые необходимо передавать от одной подсистемы к другой (из UM в Matlab/Simulink или SimInTech и обратно);
– построение моделей в соответствии с определенными потоками данных;
– компиляция моделей, реализованных в Matlab/Simulink или SimInTech, в динамически подключаемые библиотеки (DLL);
– связывание модели механической системы, реализованной в UM, с получившимися DLL-библиотеками;
– моделирование динамики сложной модели в среде программы UM Simulation.
Пример 1. Стабилизация перевернутого маятника
Модель, представленная на рисунке ниже, состоит из тележки массой M и перевернутого маятника массой m, момент инерции которого относительно оси вращения равен I. На вход системы управления подается угол отклонения маятника от вертикали, с выхода системы управления снимается величина управляющей силы, которую нужно приложить к тележке для балансировки перевернутого маятника.
 |  |
| Расчетная схема | Схема обмена данными |
 |
| Модель системы управления в Matlab/Simulink |
 |  |
| Неуправляемое движение | Управляемое движение |
Пример 2. Электромеханическая модель локомотива
На рисунке ниже представлена модель маневрового локомотива производства Брянского машиностроительного завода. Тяговые электродвигатели постоянного тока с системой управления моделируются в среде Matlab/Simulink и затем добавляются к модели механической части, давая тем самым полную электромеханическую модель локомотива. Модель позволяет более тонко по сравнению с существующими подходами исследовать процессы, протекающие в приводе локомотива, тестировать работу системы управления двигателями, в том числе разгон и движение в режиме тяги, отработку буксования, наезд на масляное пятно и т.д. На вход модели двигателя подается угловая скорость ротора двигателя, с выхода модели двигателя снимается электромагнитный момент, действующий со стороны статора двигателя на ротор.
 |  |
| Модель локомотива ТЭМ21 | Модель электродвигателя |
С помощью инструментов Matlab CoSimulation и SimInTech CoSimulation модель механической части экспортируется из Универсального механизма и включается в модель Matlab/Simulink или SimInTech. В общем случае моделирование динамики механических систем с использованием CoSimulation предполагает выполнение следующих этапов.
– Описание модели немеханической части в среде Matlab/Simulink или SimInTech.
– Включение в эту модель блока S-функции для Matlab/Simulink или блока «Универсальный механизм» для SimInTech, который представляет собой модель механической системы, которая в дальнейшем будет импортирована из УМ.
– Создание модели механической системы в программе UM Input.
– Загрузка подготовленной модели механической части в программу UM Simulation. Формирование файлов настроек с помощью Мастера экспорта для подключения этой модели в Matlab/Simulink или SimInTech.
– Создание связи между UM-моделью и моделью Matlab/Simulink или SimInTech.
– Моделирование динамики сложной модели в среде Matlab/Simulink или SimInTech.
Модель механической системы UM, подключаемая к Matlab/Simulink или SimInTech, рассматривается как черный ящик, который по некоторому закону преобразует входные величины в выходные. При экспорте механической системы из UM в модель Matlab/Simulink или SimInTech на выходы механической системы назначаются переменные, которые создаются при помощи Мастера переменных. Обычно это переменные, отражающие текущую кинематику системы: координаты и скорости. Входные величины (обычно это силы различной природы, рассчитанные в Matlab/Simulink или SimInTech) связываются с параметрами UM-модели.
Для реализации управляющих усилий со стороны системы управления в модель механической системы вводятся силы/моменты, значения или характеристики (например, коэффициент жесткости, коэффициент диссипации) которых задаются параметрами модели. Затем с помощью Мастера экспорта эти параметры связываются с величинами, которые являются входами модели Matlab/Simulink или SimInTech.
Пример 3. Стабилизация перевернутого маятника: UM Matlab CoSimulation
Ниже представлена модель системы управления для стабилизации перевернутого маятника, разработанная для использования с инструментом UM Matlab CoSimulation. Механическая часть «спрятана» в S-функции inv_pend_cosim. Сравните данную модель с моделью, приведенной в примере 1.
 |
| Модель системы управления в Matlab/Simulink |
Пример 4. Антиблокировочная система: UM Matlab CoSimulation
Антиблокировочная система (АБС, ABS) — система, предотвращающая блокировку колёс транспортного средства при торможении. Основное предназначение системы состоит в том, чтобы сократить тормозной путь, предотвратить потерю управляемости транспортного средства в процессе резкого торможения и исключить вероятность его неконтролируемого скольжения. Представленная на рисунке ниже модель двухканальной ABS определяет усилия на передних и задних колесах легкового автомобиля по известным величинам относительного проскальзывания.
S-функция abs_cosim на рисунке справа включает в себя динамическую модель легкового автомобиля ВАЗ-2109. Антиблокировочная система стремится удержать относительное проскальзывание колес равным 0.1. Относительное проскальзывание передних и задних колес по результатам численного эксперимента показано на рисунках ниже. Видно, что величина относительного проскальзывания колеблется около заданного значения.
 |
| Модель ВАЗ-2109 |
 |
| Модель двухканальной ABS |
 |
| Проскальзывание передних колес |
 |
| Проскальзывание задних колес |
Инструмент User’s Defined Routines позволяет пользователю подключить к механической модели UM динамически загружаемую библиотеку (DLL), написанную на любом языке программирования, который поддерживает компиляцию DLL. В рамках UM такие динамически загружаемые библиотеки называются внешними библиотеками.
Внешние библиотеки обычно используются для подключения к «Универсальному механизму» математических моделей сил, которые невозможно описать с помощью встроенных силовых элементов. Такой метод является альтернативой программированию в файле управления и имеет следующие отличия:
– для разработки собственных библиотек пользователь может использовать любую инструментальную среду и любой компилятор, которые поддерживают создание динамически загружаемых библиотек (DLL);
– пользователю не обязательно разбираться в особенностях программирования в файле управления;
– разработанные ранее библиотеки (DLL) подключаются к моделям в «Универсальном механизме» через визуальный интерфейс пользователя, без необходимости дальнейшего программирования.
В общем случае моделирование динамики механических систем с подключением внешних библиотек предполагает выполнение следующих этапов.
– Разработка математической модели и реализация этой модели в виде программного кода в соответствии с принятыми соглашениями.
– Компиляция программного кода в виде динамически загружаемой библиотеки (DLL).
– Подключение DLL к модели механической системы с помощью Мастера связи с внешними библиотеками. Связывание входных и выходных величин модели из DLL с переменными и параметрами модели УМ.
– Моделирование динамики получившейся системы.
Внешние библиотеки имеют список входных и выходных переменных, а также список параметров. На этапе связывания внешней библиотеки и модели UM на вход внешней библиотеки подаются переменные, обычно описывающие кинематику системы. Выходные переменные внешней библиотеки связываются с параметрами модели, которые, как правило, описывают силы и моменты, действующие на тела механической системы.
С помощью внешних библиотек можно реализовать модели, например, систем управления, электрических или гидравлических машин и аппаратов и т.д.
Инструмент Block Editor (редактор схем) из модуля UM Control представляет собой отдельное приложение, предназначенное для описания структурных схем с помощью базовых функциональных блоков. Фактически редактор схем является аналогом пакета Simulink из программного комплекса Matlab/Simulink и программного комплекса SimInTech. Схемы, разработанные как в редакторе схем, так и в среде Matlab/Simulink или SimInTech на стороне Универсального механизма подключаются абсолютно одинаково. В этом смысле инструменты Block Editor и Matlab Import или SimInTech Import в рамках ПК Универсальный механизм являются функциональными аналогами с очень похожими способами описания структурных схем и подключением к динамической модели в УМ одинаковым образом.
Рассмотрим отличия между инструментами Block Editor и Matlab/SimInTech Import. Во-первых, это особенности лицензирования. Для работы Matlab Import требуется установленный на компьютере Matlab/Simulink, который не поставляется вместе с УМ и лицензируется отдельно, что является отдельной статьей расходов. Это же справедливо и для инструмента SimInTech Import. Инструмент Block Editor включает и средство разработки структурных схем и интерфейс их подключения к моделям в УМ. Приобретения дополнительных программных средств в данном случае не требуется.
Во-вторых, из-за особенностей реализации экспорт структурной схемы их Matlab/Simulink в УМ требует компиляции исходных кодов на C/C++ с помощью внешнего компилятора, который также нужно устанавливать и лицензироваь отдельно. Причем, разные версии Matlab/Simulink поддерживают разные версии внешних компиляторов, что на практике создает дополнительные трудности и путаницу. В качестве внешнего компилятора обычно можно использовать Microsoft Visual C нужной версии. Последние версии Matlab в качестве внешного компилятора поддерживают и бесплатную версию Microsoft Visual C Express, однако область его применение ограничена лицензионным соглашением.
Вместе с тем, возможности встроенного редактора схем существенно ограничены по сравнению с возможностями Matlab/Simulink или SimInTech. Редактор схем поддерживает основные и широко используемые типы блоков и его возможностей будет достаточно для большинства прикладных задач. Однако в редакторе схем отсутствуют аналоги специальных библиотек Simulink и SimInTech, таких как библиотека работы с нейронными сетями, библиотека поддержки нечеткой логики, пневматики и гидравлики и т.д.
Можно рекомендовать Block Editor для использования начинающими исследователями и для моделирования относительно несложных структурных схем. Инструменты Matlab Import или SimInTech Import можно рекомендовать, во-первых, в тех ситуациях, когда возможностей встроенного редактора схем Block Editor уже не хватает, и, во-вторых, для профессиональных пользователей Matlab/Simulink или SimInTech.
Р уководство пользователя и презентация для этого модуля доступны на странице загрузки.