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      基于Simplorer場路耦合多物理域聯合仿真

      中國水利水電出版社
        【作 者】趙魯 編著 【I S B N 】978-7-5170-1712-7 【責任編輯】李炎 【適用讀者群】科技 【出版時間】2014-03-26 【開 本】16開 【裝幀信息】平裝(光膜) 【版 次】第1版第1次印刷 【頁 數】396 【千字數】608 【印 張】24.75 【定 價】66 【叢 書】萬水ANSYS技術叢書 【備注信息】贈1DVD
      圖書詳情

        本書融Simplorer的基本操作和應用實例為一體,配以大量的案例分析,從而讓讀者能更好地掌握Simplorer的使用。

        本書全面系統地介紹了Simplorer軟件的基本使用方法。分為兩大部分:第一部分包含1~6章,主要是對Simplorer基本功能進行說明;第二部分包含7~9章,主要說明Simplorer與其他不同軟件進行聯合仿真,以RMxprt、Maxwell、Simulink為例,介紹了聯合仿真的詳細步驟,最后給出了牽引變流器場路耦合聯合仿真實例。

        為了提高讀者的學習效率,本書還特別配套一張DVD光盤,包含書中實例的模型文件及仿真結果。

        本書可作為理工科院校相關專業的高年級本科生、研究生學習Simplorer軟件的教材,也可作為廣大工程技術人員和科研工作者掌握Simplorer的參考書。

        多物理域聯合仿真優選平臺

        Simplorer實現了多物理域模型之間的無縫鏈接,有利于系統的集成開發,對于企業研發或科研者都將是優選的軟件平臺。

        融基本操作和應用實例為一體

        Simplorer基本使用方法+Simplorer與RMxprt、Maxwell、Simulink等軟件進行聯合仿真,介紹了聯合仿真的詳細步驟,最后給出了牽引變流器場路耦合聯合仿真實例。

        附贈超值光盤

        本書所有仿真實例都可以按照書中給出的步驟實現,模型和結果文件也隨書中光盤一起贈送,以最大限度提高讀者的學習效率。

        前 言

        ANSYS\Simplorer是功能強大的多域機電系統設計與仿真分析軟件,用于電氣、電磁、電力電子、控制等機電一體化系統的建模、設計、仿真分析和優化。Simplorer具有強大的建模功能和多模塊協同仿真技術,可便捷地實現電力電子、傳感器、激勵器、電動機、發電機、功率變換器、控制和嵌入式模塊等產品的虛擬原型設計,幫助用戶研究復雜系統的功能,進行整體設計驗證,縮減開發時間和研發成本,提高系統可靠性,并優化系統性能。

        我國“十二五”規劃中明確提出要提高自主創新能力,由制造大國向制造強國邁進。在電動汽車、風力發電、太陽能發電、高速列車牽引等電力電子及電氣傳動領域中,傳統的電機、變壓器、變流器獨立設計思路有待提升,為了縮減開發時間和研發成本,提高自主研發能力,多物理域系統級聯合仿真將會是未來的發展趨勢。

        Simplorer提供了一個功能強大的跨學科多領域的高性能系統仿真平臺,并實現了多物理域模型之間的無縫鏈接,有利于系統的集成開發,對于企業研發或科研人員都將是優選的軟件平臺。隨著計算機的快速發展,特別是分布式計算和并行計算的普及,計算速度大幅提高。強大的計算能力使得有限元場路耦合多物理域聯合仿真成為可能,同時也促進了有限元場路耦合多物理域聯合仿真的快速發展。然而,有關Simplorer軟件及與其他軟件聯合仿真的資料相對較少,特別是介紹Simplorer軟件及基于Simplorer軟件進行場路耦合多物理域聯合仿真的書籍。

        本書全面系統地介紹了Simplorer軟件的基本使用方法。本書共分為兩大部分:第一部分包含1~6章,主要是對Simplorer基本功能進行說明,介紹了Simplorer的界面環境及基本操作流程、模型庫文件、IGBT動態模型創建、C/C++模型、VHDL-AMS模型、script腳本文件等;第二部分包含7~9章,主要說明Simplorer與ANSYS其他不同軟件進行聯合仿真,以Simplorer與RMxprt、Maxwell、Simulink為例,介紹了聯合仿真的詳細步驟,最后給出了牽引變流器場路耦合聯合仿真實例。

        感謝ANSYS公司崔明生經理、雷華,師兄任晉旗、王珂、談龍成、李子欣、韓俊飛、殷正剛、馬遜、高范強和師姐呂曉美在本書編寫過程中給予的關心;感謝朱藝鋒、魯明、蘭志明、徐飛、李洋、張志華、王松、劉洋、蔡華、羅永捷提供的幫助和建議;最后,衷心感謝我的妻子饒海燕,她的支持和關心使這本書得以順利完成。

        本書所有的仿真實例都可以按照書中給出的步驟實現,書中的模型和結果文件也隨附書光盤一起贈送,以最大限度地提高讀者的學習效率。雖然Simplorer軟件版本在不斷更新、功能在不斷提升,但軟件的操作界面及基本操作流程大致不變,本書實例主要基于Simplorer 8.0、Simplorer 9.0版本進行建模及仿真。

        由于時間倉促,加之本書內容較新及作者水平有限,書中不足甚至錯誤之處在所難免,懇請廣大讀者批評指正。

        作 者

        2014年1月


        前言

        第1章 Simplorer界面環境簡介 1
        1.1 操作界面介紹 1
        1.1.1 File菜單 3
        1.1.2 Edit菜單 4
        1.1.3 View菜單 6
        1.1.4 Project菜單 6
        1.1.5 Draw菜單 9
        1.1.6 Schematic菜單 10
        1.1.7 Simplorer Circuit菜單 12
        1.1.8 Tools菜單 18
        1.1.9 Window菜單 22
        1.1.10 Help菜單 23
        1.2 仿真實例 24
        1.2.1 感性負載三相不控整流電路仿真
        分析 24
        1.2.2 直流電機起動電流控制 38
        1.2.3 直流電機電流和速度控制 47
        1.2.4 四種產生PWM波形的方法 57
        1.3 本章小結 67
        第2章 元器件功能說明 68
        2.1 基本元器件(Basic Elements) 68
        2.1.1 模塊元器件說明(Blocks) 68
        2.1.2 電路元器件說明(Circuit) 80
        2.1.3 測量元器件說明(Measurement) 91
        2.1.4 物理區域元器件說明(Physical
        Domains) 95
        2.1.5 信號特征模塊(Signal
        Characteristics) 98
        2.1.6 狀態機特征模塊(States) 99
        2.1.7 工具模塊(Tools) 100
        2.2 生產廠商元器件(Manufactures) 103
        2.3 多物理場元器件(Multiphasic) 105
        2.3.1 流體場元器件說明(Hydraulic) 106
        2.3.2 機械場元器件說明(Mechanical
        System) 111
        2.3.3 電力系統元器件說明(Power
        System) 113
        2.3.4 傳感器模塊(Sensors) 116
        2.3.5 電力電子集成模塊(SMPS) 116
        2.4 工具元器件(Tools) 118
        2.4.1 傳遞函數元器件說明(Transfer) 118
        2.4.2 轉換函數元器件說明
        (Transformations) 122
        2.5 本章小結 129
        第3章 IGBT器件級模型建立及仿真 130
        3.1 Diode模塊特性 130
        3.1.1 電氣模型特性 131
        3.1.2 熱模型特性 132
        3.2 IGBT模塊特性 132
        3.2.1 Advanced Dynamic Model 132
        3.2.2 Average Model 133
        3.2.3 Basic Dynamic Model 135
        3.3 IGBT動態模型封裝 135
        3.3.1 Basic Dynamic模型封裝流程 136
        3.3.2 IGBT動態模型仿真實例 147
        3.4 仿真結果 163
        3.5 本章小結 165
        第4章 Simplorer C模型編輯器 166
        4.1 C模型編輯器操作流程 166
        4.2 三相PWM整流橋電阻性負載C模型
        應用仿真實例 183
        4.3 三相PWM整流橋IGBT器件損耗計算 193
        4.4 本章小結 198
        第5章 Simplorer VHDL-AMS模型 199
        5.1 VHDL語言格式 199
        5.2 Simplorer VHDL-AMS模型庫 201
        5.3 Simplorer VHDL-AMS模型創建 203
        5.4 本章小結 219
        第6章 Script腳本文件 220
        6.1 Script操作流程 220
        6.2 Script仿真實例 223
        6.3 本章小結 246
        第7章 Simplorer與Maxwell聯合仿真 247
        7.1 電機模型建立 248
        7.1.1 主發電機Rmxprt建模 248
        7.1.2 勵磁機建模 253
        7.2 電機模型導入Simplorer聯合仿真 279
        7.2.1 導入主電機RMxprt模型 279
        7.2.2 導入勵磁機Maxwell模型 280
        7.2.3 Simplorer模型聯合仿真 282
        7.3 本章小結 286
        第8章 Simplorer與Simulink聯合仿真 287
        8.1 軟件版本說明及設置 287
        8.2 三相PWM整流電路仿真實例 289
        8.2.1 聯合仿真步驟說明 290
        8.2.2 聯合仿真結果 298
        8.2.3 控制電路M文件編寫 299
        8.3 本章小結 304
        第9章 牽引變流器場路耦合聯合仿真 305
        9.1 整流側場路耦合聯合仿真 305
        9.1.1 牽引變壓器模型 305
        9.1.2 整流器控制電路 321
        9.1.3 整流側場路耦合聯合仿真結果 346
        9.2 逆變側場路耦合聯合仿真 350
        9.2.1 牽引電機模型 351
        9.2.2 逆變器控制電路 361
        9.3 牽引變流器場路耦合聯合仿真 381
        9.4 本章小結 386
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