# 同元基础模型库


# 概述

Modelica4.0.0.TY.1 build 2 同元基础模型库包括控制、电气、机械、磁、流体、介质、热、数学、状态机、时钟、常数、图标和单位等模型。同元基础库提供了大量预定义的模型组件和标准接口,这些组件和接口覆盖了多种工程领域,如机械、电气、热力学、流体力学、控制系统等。这些模型和组件的设计使得用户可以方便地构建复杂的系统模型,而无需从头开始编写所有的细节。

# 功能要点

  • 支持多领域建模

    Modelica4.0.0.TY.1 build 2 同元基础模型库涵盖了机械、电气、电子、液压、热力、控制、电力和过程控制等多个工程领域,允许用户构建复杂的多领域耦合系统模型。

  • 组件重用

    库中的模型和组件可以轻松重用,用户可以通过引用同元基础库中的组件来构建自己的模型,而不需要从头开始建模。

  • 标准化接口

    同元基础库中的组件定义了标准化的接口,这使得不同模型之间的连接和交互变得简单,有助于提高模型的可维护性和可扩展性。

  • 支持模型可视化

    同元基础库支持模型的图形化表示,使得模型更加直观,有助于理解模型的结构和行为。

  • 涵盖丰富的数学和物理常量

    库中包含了数学和物理常量的定义,如 (气体常数)和 等,方便用户在建模时使用。

# 模型库目录

同元基础模型库 Modelica4.0.0.TY.1 build 2 提供了控制、电气、机械、磁、流体、介质、热、数学、状态机、时钟、常数、图标和单位等模型,采用搭积木和连线的模块化建模方式,易于快速实现模型开发和复杂系统模型的仿真分析。

名称 描述
UsersGuide 用户指南 提供模型库概述、版本说明等介绍文档
Blocks 控制库 提供基本输入/输出控制模块库(连续、离散、逻辑、表格块)
ComplexBlocks 复数控制库 提供带有复数信号的基本输入/输出控制块库
Clocked 时钟库 提供用于描述同步行为且适用于控制系统实现的时钟触发模块
StateGraph 状态机库 用于模拟离散事件和反应式系统的分层状态机组件库
Electrical 电气库 电气模型库(模拟、数字、电机、多相)
Magnetic 磁库 磁模型库
Mechanics 机械库 一维和三维机械元件库(多体、旋转、直线运动)
Fluid 流体库 使用 Modelica.Media 介质描述的一维热流体流动模型库
Media 介质库 介质属性模型库
Thermal 热库 提供了用于模拟热传递和简单热流体管道流动的热系统组件
Math 数学库 包含数学函数(例如,正弦、余弦)以及操作向量和矩阵的函数库
ComplexMath 复数库 包含复数数学函数(例如,正弦、余弦)以及操作复数向量和矩阵的函数库
Utilities 工具库 专用于脚本编写的实用函数库(操作文件、数据流、字符串、系统)
Constants 常数库 提供了数学常数和自然常数库(例如:π、ε、R、σ)
Icons 图标库 图标
Units 类型和单位库 类型和单位定义库

# 主要模型

主要模型如图所示:

# 应用场景

  • 多领域耦合系统建模

    同元基础模型库支持多领域耦合系统的建模,例如,可以搭建包含机械、电气和热流体子系统的混合动力车辆模型。

  • 机械系统建模

    同元基础模型库中包含了许多机械领域的组件,如刚体、弹簧、阻尼器、齿轮等,可以用来模拟机械臂、机器人、车辆悬挂系统等。

  • 电气系统建模

    同元基础模型库中提供了电阻、电容、电感、变压器等电气组件模型,适用于电路设计、电力系统分析等领域。

  • 热流体系统分析

    同元基础模型库包含了热力学和流体动力学的模型,可以用来模拟散热器、热交换器、管道系统等。

  • 控制系统设计

    同元基础模型库中提供了 PID 控制器、滤波器、触发器等控制组件,可以用于设计自动控制系统,如温度控制、速度控制等。

# 应用案例

六个自由度的机器人配备路径规划、控制器、电机、刹车、齿轮和机械结构。这个案例展示了机器人详细模型的运动,模型沿着预定义的轴角度随时间进行运动。路径规划模块包含了一个模拟终止条件,因此,模拟可以在达到停止时间之前终止。这个条件取决于关节的起始和结束位置,以及它们的参考速度和参考加速度。对于当前设置,终止条件应该在模拟停止之前立即满足。

六自由度机器人系统:

六自由度机器人末端位移: