复杂机液控系统，联合仿真还是Amesim一个软件内实现？
Amesim软件的机械库元件非常丰富，其中3D机械库可以实现机械系统在三维空间的运动学仿真，满足在Amesim一个软件内对复杂机液控系统进行分析和研究的需求，避免我们使用复杂的联合仿真。
Amesim的3D机械库
本文以一个简化的挖掘机模型为例，对比Amesim机液控系统仿真和联合仿真两种建模仿真方案在建模效率、仿真运行速度以及仿真结果等方面的差异，供做机液控联合仿真的朋友们阅读和参考。 方案一：Amesim + Virtual Lab.Motion联合仿真，液压、控制系统模型分别使用Amesim软件中的标准液压库、信号控制库搭建，机械系统模型在Virtual Lab.Motion中搭建，通过设置联合仿真接口，实现两个软件的联合仿真。
两个软件通过Cosim方式进行联合仿真，由Amesim传递力、力矩到Virtual Lab.Motion，由Virtual Lab.Motion传递（角）位移、（角）速度、（角）加速度到Amesim，Virtual Lab.Motion生成的.vlcosim文件导入到Amesim界面，仿真时两个软件分别使用自己的求解器，通过接口实时通讯。
方案二：使用Amesim的3D机械库替代Virtual Lab.Motion搭建机械系统模型，在Amesim一个软件内实现挖掘机机械、液压、控制系统的建模仿真，无需进行接口设置。
- 打开CAD Import工作界面，导入简化后的挖掘机三维模型（.stp格式）；
- 进入1D Modeling工作界面，对挖掘机的平台、动臂、斗杆、铲斗等运动件进行一维建模（不包括油缸），主要为定义运动件端口；
- 在Connection界面，对不同运动件选择相应的端口，创建相应的运动副；
- 生成草图，调整草图的布局，添加油缸元件，连接好草图；
- 进入参数模式，每个运动件的质量、惯量、重心位置等参数已经自动设好；
- 进入动画界面，检查各运动件间的运动副方向设置是否正确；
- Add三维模型，将动臂、斗杆等实体分别关联到相应的运动件，关联后隐藏运动件，只对三维模型进行显示。
『注：也可通过拖拉3D机械库中的元件进行连接再赋参数的方式进行建模。』 方案二的仿真模型
建模效率对比：方案一往往是两个软件各自独立仿真没有问题后才能进行联合调试，并且往往Virtual Lab.Motion的机械系统模型和Amesim的液控系统模型需由不同的工程师搭建，此外联调时特别要注意两个软件传递变量的符号、单位问题，否则会报错或得到不正确的结果；方案二由于各系统在Amesim一个软件中搭建，没有了接口设置、变量传递等，并且一般由一个工程师完成各系统模型搭建，因此通常情况下在建模效率上高于方案一的联合仿真。
计算速度对比：仿真时间设置为30s，方案一涉及两个软件之间的实时数据交互，所以仿真用时较长，共16min 43s，如果有仿真实时性的要求，方案一无法满足；方案二不涉及数据在不同软件间的传输、交互，仿真用时较短，仅28s，能够满足仿真实时性的需求。
方案一的仿真计算时间
方案二的仿真计算时间
仿真结果对比：以动臂、斗杆油缸位移及压力变量为例，可以看到，两个方案的仿真结果差异很小，而且方案二的3D库可通过关联三维模型来增强动画效果，达到和方案一的专业三维软件展示相当的效果。
对于机液控系统建模，联合仿真，不论是Amesim + Virtual Lab.Motion或Adams或Simcenter 3D Motion，还是通过专业接口或FMI的实现途径，较大的精力花费在建模前期。因此，如果工程师本身也很熟悉三维机械系统建模软件，或者机械系统模型已经由其他工程师搭建完成，且没有仿真实时性的需求，联合仿真不失为一种好的方法，后期可以很快的在三维软件中对机械系统模型进行调整（如姿态），重新生成接口文件进行联合仿真；如果不想再额外学习一门软件，或者对仿真速度有要求，那就不要再搞什么复杂的联合仿真，用Amesim一个软件实现，毕竟机械库的元件可满足多数机械运动问题的建模。 著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-07-07
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