摘要：Repetitious simulation after modifying parameters of multi-domain physical system based on modelica often appears in model experiment and optimization design. At present, the solvers based on modelica need calculate all the coupled blocks during every simulation run after updating parameters. Based on discussing scale decomposition methods of simulation model, subdivision solving strategy and minimum solving strategy are put forward to improve the efficiency of repetitious simulation, by which the numerical solution of the simulation model can be achieved by only calculating the solving sequence influenced by altered parameters. A simplified model of aircraft is used to demonstrate the efficiency of the strategies presented.

摘要：以Bowman TG80微型燃气轮机为研究对象,采用模块化的建模方法,基于modelica/Dymola平台建立了回热型微型燃气轮机的全工况动态热力系统及控制系统模型。根据试验数据对模型不同负荷下的发电效率进行了对比,并通过验证模型的启动、连续变负荷和停机动态过程,确定了多个关键技术参数。最后,分析了阶跃升降25%负荷过渡过程中不同回热器热惯性、转轴转动惯量、燃烧室容积惯性和控制器参数的系统动态响应。结果表明:不同负荷下的发电效率与试验值吻合良好,设计工况相对误差为0.11%,部分负荷最大相对误差为3.58%;根据停机工况确定的转动惯量和高温气道质量分别为0.016 kg·m~2和5 kg,启动和连续变负荷过程与试验数据吻合较好;回热器热惯性和转轴转动惯量是影响系统响应特性的主要因素,回热器和转轴轻量化有利于实现更优的动态响应;合理的PID控制参数可以优化控制品质,比例增益和积分时间对控制效果的影响较大,微分时间作用不明显。

摘要：modelica建模软件会产生高指标的微分代数方程(DAE),因为现有数值求解器一般不能直接对高指标DAE进行求解,所以modelica建模软件必须对高指标DAE进行指标约简。为提高modelica建模软件性能,针对现有指标约简算法,展开了理论分析和实验比较,着重对负权二部图算法进行了详细分析,并给出了负权二部图算法的时间复杂度。理论分析和实验结果表明,负权二部图算法相对Pantelides算法有较好的性能,因此可以考虑在modelica建模软件中使用负权二部图算法来提高性能。

摘要：针对由沼气成分及其理化特性导致的内燃机燃用沼气时会发生燃烧速度慢、后燃严重、排气温度高等问题,将生物质燃气内燃机作为研究对象,基于可重用性及面向对象的modelica语言建立内燃机模型库,将生物质燃气为燃料对四缸四冲程火花点火内燃机性能进行分析.通过仿真研究不同比例天然气(体积分数分别为33%,67%及100%)和LPG(体积分数分别为5%,10%及15%)对内燃机性能的影响,并在一台原汽油机改装的生物质燃气内燃机进行实验验证.结果表明:随着天然气/LPG的加入,内燃机的热效率及功率有所提高,且随着生物质燃气中天然气/LPG体积分数的增加,内燃机的热效率及功率也将相应增加,天然气/LPG的加入有利于内燃机燃烧;基于可重用性及面向对象的建模语言modelica,不仅大大提高内燃机建模及仿真效率,也将有效改进内燃机的设计及参数优化.

摘要：盾构推进系实现了盾构机的前进及转弯功能。针对盾构推进系统的结构特点,对系统中的各元器件进行原理结构分析并建立数学模型。基于modelica语言在多领域仿真平台MWorks中建立推进系统动态特性分析的通用模型组件库,对推进系统的仿真模型进行动态特性分析。分析结果表明,换向过程中系统压力出现突变,系统震荡加剧,不利于系统的稳定;而系统中流量的波动变化较小,对系统稳定性影响较弱;减小压力波动对实现系统稳定意义重大。该模型符合盾构机在实际工况下推进系统的工作特性,在模型中能获得时域范围内系统的压力和流量脉动情况。

摘要：为了提高现有Openmodelica软件对DAE系统的预处理模块中求强连通分量与拓扑排序部分的性能,提出了基于Ko-saraju算法实现的策略。阐述了modelica软件的实现原理,叙述了拓扑排序相关算法在其中的重要性,分析了现有modelica软件中使用的求强连通分量与拓扑排序部分的算法,比较了Tarjan算法的实现方案与Kosaraju算法实现方案。对两种方案进行了比较和分析结果,表明了Kosaraju算法方案的可行性和有效性。

摘要：并联机器人是一类典型的复杂机电系统,往往包含刚柔耦合、机电耦合、电液耦合等因素。采用动力学分析软件实现其多领域耦合仿真通常需借助额外的程序间接口,且用户难以进行功能和模块的扩展,而modelica多领域统一建模语言便于统一考虑上述耦合因素,容易获得并联机器人的整机真实性能。对于包含特殊多闭链机构的并联机器人,在modelica建模过程中往往需注意若干细节的特殊处理。文中以Delta机器人为例,基于modelica语言建立机器人多刚体动力学模型、刚柔耦合动力学模型和机械控制耦合模型,并通过与Recurdyn软件仿真结果进行对比,验证了该建模方法的有效性。本方法亦可用于该类并联机器人的性能分析,为并联机器人的进一步设计优化奠定基础。

摘要：针对国内中、小型纯电动客车上尚未使用空气弹簧双横臂式独立悬架的问题,在中、小型纯电动客车上进行空气弹簧双横臂式前独立悬架的设计,并基于多领域统一建模语言modelica,在仿真平台MWorks环境下以7米级中型纯电动客车为例对所提出的设计进行了动力学仿真分析。通过分析前轮主要定位参数随车轮跳动行程的运动特性变化规律,可知这一创新式设计所得的客车前轮定位参数特性与同类型的热动力客车设计参数基本相符,满足设计要求。所做研究为空气弹簧悬架在中、小型纯电动客车的推广使用提供了理论基础,对纯电动客车的研发改进具有较高的指导意义。

摘要：针对振动电机启动过程中振动对电机的损坏问题,设计了一种基于磁流变弹性体挤压模式的隔振器。通过磁流变弹性体直链模型导出弹性体模量和磁感应强度之间的多项式关系,并进行曲线拟合,同时利用modelica语言建立磁流变弹性体的等效刚度和阻尼模型,并对整个隔振系统进行仿真分析。仿真结果表明,所设计的隔振器采用以下控制策略:当激励频率<5.5 Hz时,外部磁场或电流处于最大值,反之,隔振器应处于最小磁场或电流。在这种控制规律下,隔振器拥有306.49%的共振频率增加率,并且最大位移传递率降低了37.2%,能够对振动电机起动过程中的振动具有良好的减振效果。

摘要：多领域统一建模语言modelica采用层次化结构组织组件模型,适合于大型多层次复杂物理系统建模。研究了纯电动客车动力系统的划分机制,对整车进行动力学分析,在此基础上分析了纯电动客车动力系统的modelica框架模型的建模方法,给出了纯电动客车动力系统的划分方案。对其中的核心部件建立了modelica模型,并组装各部件模型建立了纯电动客车动力系统的仿真模型。最后对该仿真模型进行了特定工况下的仿真计算,给出了动力系统模型的仿真结果,为纯电动客车的设计提供了有意义的参考。