| 词条 | maplesim |
| 释义 | MapleSim 是Maple的重要附加产品，用于多领域复杂系统建模和仿真。MapleSim提供图形化的设计环境，只需要通过简单直观的鼠标操作，就可以完成各种复杂系统的建模。MapleSim使用了高级符号技术与高指数DAE求解器混合求解器，自动生成系统的“完全参数化的模型”，用于各种高级分析任务，以及实现高性能仿真和实时应用。 MapleSim推广范围MapleSim的建模范围十分广泛，预定义的模型库包括机械、电子、液压、多体、气动、热、控制等十多个领域。此外，通过在MapleSim中调用Maple功能，，可以快速地将数学模型转变为MapleSim自定义模型元件，减少开发新模型所需的时间，无需推导方程和编写繁琐的代码。在Maple中您可以对MapleSim模型完成任意的数学分析工作。此外由于采用了高级符号技术，生成的代码简洁、高效，可实现高性能实时仿真。 仿真过程模型描述模型描述：模型中的每个元件都包含一组描述行为的方程：这些系统方程可以是纯粹的代数方程或微分方程。当然，一个元件也可以定义任意数量的事情，在仿真过程中通过启动或取消方程的一部分，或者是改变状态值，从而改变元件的行为。在两个或多个元件之间的连接产生附加方程，描述这些元件之间如何相互作用。 Modelica 描述：MapleSim元件库中许多元件的模型方程是通过Modelica物理建模语言描述的。不同的是，多体模型库使用了特殊的引擎，利用独特的高级数学技术确保方程及可能的简洁和高效。这些方程也可以转换为Modelica。 计算方程系统方程：仿真过程接下来的一步是收集所有的方程到一个大的系统，在这个阶段参数值被替换。现在，MapleSim仿真引擎需要处理一个可能很大的混合微分代数方程组。本质上讲，系统表示为一组含有代数约束或离散事件的微分方程组。 简化方程： MapleSim的简化过程主要包括四个方面，坐标系选择、系统方程生成、符号简化、代码优化。 初始化：当所有这些预处理步骤完成后，数值求解过程开始。基于Rosenbrock积分（适用于刚度系统），或者基于 rkf45 积分（适用于非刚度系统）的高级微分代数方程求解器被用于数值求解系统方程。代数约束不断被检查，避免可能会影响结果精度的约束漂移。 数值积分和事情处理：在数值求解中（或积分），模型中的不等式条件被监视，当一个或多个条件变化时，事情就会被检测。在这个过程中遇到事件时，数值求解器就会停止，仿真引擎计算一个新的基于事件条件的系统方程配置。这一步包括重新计算新方程组的初始条件。这个求解器重新开始，继续数值求解直至另一个事件触发或者到达仿真终止时间。 仿真结果:在仿真过程中的最后一步，生成结果并通过图形显示感兴趣的量，对于多体机械系统，你可以选择是否显示 3-D 可视化窗口。 技术特点快速创建模型，减少项目时间和成本单一的环境中设计控制器和多领域物理模型。 直观自然的多领域系统建模环境。 高级符号处理技术，自动生成优化的数值模型。 广泛的预定义模型库，如机械、电子、液压、热等十多个领域。 3D可视化窗口帮助你直观地洞察系统的行为。 自动生成和简化系统方程多阶段模型简化，符号预处理：坐标系选择；DAE的指数约减；自动替换和代数简化；消去冗余变量和冗余方程；代码优化。 内置的编译器加速数值计算：符号预处理后，MapleSim利用Maple的代码转换程序包，将仿真引擎生成的Maple程序自动转换为C代码，加速数值计算速度。 多次运行时，模型缓存释放高速仿真：不同于纯粹的数值求解，需要在每个时间步上迭代求解，MapleSim只需要在仿真开始时创建系统方程，然后在每个时间迭代步上使用相同的方程。并且一旦生成方程后，MapleSim会储存这些方程，用户可以在不同的参数值下重复使用，比最初的运行速度明显加快。 独特的多体机械系统引擎：MapleSim多体库引擎，采用了独有的线图理论技术，生成系统模型的运动学和动力学的符号数学方程。 用于模型设计和分析MapleSim与Maple紧密集成，提供广泛强大的工具用于系统分析和模型优化。 大量的预定义Maple模板，如提取系统方程、优化、数据处理、模型线性化、Monte-Carlo 模拟、灵敏度分析等。 大量的动力学分析和可视化工具，包括控制系统设计。 可视化工具包括时域和频域响应，零极图，根轨迹等。 快速创建基于数学方程的自定义模型元件。 进入Maple环境：广泛的数学函数库，交互式分析工具，高级编程语言… 生成的优化代码输出到实时或其他程序高级符号技术产生非常紧凑、数值高效的模型，特别是大型或复杂模型时，输出的代码要快10到100倍。 利用Maple的代码转换功能，生成独立的C代码（无需工具箱）。 通过接口工具箱，输出优化的代码到LabVIEW/VeriStand/Simulink RTW等。 |
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