simsimmaxwell联合仿真遇到的问题及解决方法

1、Maxwell、Simplorer 与 Simulink 联合仿真请输入文档摘要，摘要通常是对文档内容的简短总结。输入文档摘要，摘要通常是对文档内容的简短总结。错误！未找到引用源。目录前言 2一、在Maxwell里建立仿真模型，并设置联合仿真参数 3二、Simplorer 6三、Simplorer 与 Maxwell 的联合 7三、Simplorer 与 Simulink 81、在Simplorer里的操作 92、 在 Simulink 里的操作 12五、求解器参数的设置 16常见的问题18、尸、 .刖言本文主要介绍 Maxwell、Simplorer和Simulink如何实现联合仿真，已经出

2、 现的问题和解决方法。以直线开关磁阻电机为仿真模型，对电机模型的参数进行 辨识，控制算法采用PID和极点配置自适应控制算法。用到的软件版本分别为： Maxwell 13、Simplorer 9.0和MATLAB R2007b。三个软件里建立的工程或模型 文件必须放在同一个文件夹里，仿真中需要建立的和分析后生成的文件如图1所示。陷四，包含至蚌甲，共享，新宜吏件买名称修改日期大小.LSRM_A-mxwlresults2013/12/18 1515文4犊i. Isrmadptive.asmpresult52013/12/18 15:13交相可 conl.c2013/11/28 15:32C Sour

3、ce file6 KBCQF1I2013/12A7 15:19MATLA& M EX-fik20 KB同 Isrm2013/12/19 1D:J9Simulink Model45 KB0 L£RM_A2013/12/18 15:02Maxwell&21 KB_ LSRM_A.rTixwl.lock.2013/12/18 15:11LOCK立件1 KB4 Isrrin.edptivie2013/12713 质13Ansgft SirT>plore.H2,031 KB1 srmadptive. asmprauto2013/12/19 10:13AUTO丈件2.0S9

4、 KB1 srm_adpti«.aimipJ oek2013/12/18 15:13LOCK立件1 KB回 regicin.c2011/8/30 16:26C Source file5 KBgl region2013/12/17 15: L9MATLAB MEX-file19 KB图1在Maxwell里建立有限元仿真模型；Simplorer提供功率电路部分，是将 Maxwell和Simulink连接起来的桥梁；Simulink为联合仿真提供控制算法，输 入为期望的位置信号和实际的位置信号（从 Simplorer里输入）输出为三相电流信号一、在Maxwell里建立仿真模型，并设置联合仿

5、真参数1、根据实际电机的尺寸和材料建立直线开关磁阻电机的磁场瞬态分析模型，如 图2所示。2、对电磁瞬态分析的一些仿真参数进行设置（如图 3所示）。包括运动区域，求 解边界条件，激励，力矩，网格剖分（理论上说网格剖分越细求解越精确，但是 剖分越细求解时间越长，所以可以根据实际情况综合考虑）、分析设置（后面会讲到）Maxw&112DB*sign2 (Trans i.erit XY)*白夕Model住Q Moti onS&tupl刁.白 i esr*1 Balloonl白 Exci t&tLans亩 Illi Ph«feAE UH Phased，国皿 PheseC回

6、，ParamatersForcelE-函 lltsh Dparatimu函 Lengthl屈 Lengths白.厉Anlysi wr Setupl图33、联合仿真中激励的添加：激励类型选择“External,初始值为0A,如图4所示11白，。yi ExcitationsFl H11 PhasedEJ-皿| FhaseB+i UQl FhaseC+ Farmeters+函 Hlesh Op fir atio 田对 Ajxalysi s*卸 Optimttri ci+.巳Results". Fi eld Ovrlaj+ :_| Defini tionsWindingGenariL Def

7、aults |Naml|FhasAr =u孙i电既r各Type：External，Soli.cFf* StrandeiIni tisl Cutj |0* ±Rewi mtg由qM二JIndueoVoltage|0-13Humber of parallel brane ?Use Defaults确定取消4、联合仿真的参数设置：联合仿真的参数设置，包括模型厚度和AdvancedProduct Coupling"的设置，如图5、6所示3 LSLfc*ESfl* g H.心L田Bsytd憧白 EiCCi tfLli dlfE® Uli由 |UU FhaseB亩 |jj&#

8、163; Fh 心 eCF«* walers msh Ojtfiti tftInfllysiiEOpttries Kcs-oltsField Overlays-;?-s-L;s'L0 i_i arit?wbEl copfDesign SettingsFrturv* Truxshnt Scduh onRerldHU!F2X DeleteDeleteCtrl+CSolution Iype.IjsL.Validation Check-.Analyze AllEdit Note*.-亩-_| Defini t3D Model Editor Resign Settirrgx Trans

9、lslje MaterialCreate JD D«iign.«Export Equivalent CimjitExport. Transfer File for ANSYS-.dvsTjced Product Coupling瞬 IBackgr-sijricl眼打卯 £rnpertie§_.Design QatasetB.Design SettingsMateri al ThreEholdE| Symmetry Multipli*r | Model DepthPreserve Transi ent Soluti onAdvanced Product C

10、ouplingjBackerGund. Enable tr ansi &nt= transi nt liikk wi th Sim定 I 取消建议：首先先在maxwell中建立好仿真模型，根据实际情况和仿真要求设置 相应的瞬态仿真参数，通过瞬态分析，查验模型设置是否与实际情况相符；然后将通过分析且分析结果正确的模型与 Simplorer联合仿真只需修改其联合仿真的 参数即可。二、Simplorer在Simplorer中建立如图7的功率拓扑结构，其中电流源设置如图 8所示。（参考资料Simplorer仿真实例）图7三、Simplorer 与 Maxwell 的联合1、在Simplorer

11、中添加Maxwell中的有限元元件，如图 9所示。a ScheinaticEditar - (lsrm_adpW¥ a Simplorerl * Schemartic 口代赢Tools Window HielpDes-ign iffttingsr.SubCirCyrtSolution §已topFAdd Simulmk Componentsmpcirt SDBQptimetrics AnalysisBoultsAdd MathCad ComponefYtJIBMaxwell ComponentAdd RM?cprt Dyrijmic Component,Optimetrit

12、s Results.-Design £ra pertie.-Passed Paramerters.Edit NotesOutput Dialog.-.Ctrl £丽+ 0Browse NetlistSet Actw Scitup,.ArtslyjeF12Edit ehipu.Characterize RevkwExport to VHDL-AMi,.Create Model and ComponenE from QirrenE SchemalicTune.Q3D Dynamic ComponwnlAdd PEscprt: Static Component-.Add Mech

13、anical Componeint.-Add Ccpak Componcnli,-.Add Sute Space CGmponenL.Ad d 5(Wave Comp凸rwmAdd HFSS Component.Add RBD Component BET4Add Transrnt CcksimulationAdd EquhalE Circuil-,Add Dynamic inductance.Add Dynamic C-apacrtance.Add State Spocr.P2、对有限元元件的设置，主要是对输出项的设置，若需要模块输出位置则在Information中勾选S”即可，如图10所示。

14、Maxwell T ran si ent-T ra nsi ent couplingMaxwell Transient-Transient coupling|n；kTt anTranD sial 6NansLink Descriptisn I Qpti pits I Iziforai Pit诵定 | 蜉 |工立遂fl Mi满|Link Deseription. Dpt LonsInformationFunhar of CGD£*rv<tiv«8图103、为有限元元件设置机械端，如图11所示。3Sintplorer0- Z Basic Elements自 J Basic

15、 队眼Me VMILAMS0-:田S-BlocksCircuitHeasurntPhysic al Doimnm 可 Fluidic 卧 Magnetic _J Mechanical ia£ M Vdocitr-ForcerBepresenUtioa 印 ThermalI i spl ac em ent'F orc e_Eepr e =. ent ati on图11三、Simplorer 与 Simulink打开Simplorer 9.0的安装路径，在cpl文件夹下的Matlab文件夹中可以看到Simplorer 9.0 支持的联合仿真的Matlab的版本，如图12所示：计

16、before course Program Files an soft SimplorerQ.O epi matlab 缶织，包含全眸中 共享，rl2幽下裁rl3_14a真面r2OO&ar2OO6br2OO7a国库r2OO7b旧耘风影解r2OO3aSr2OOSb亘图片r2OO9a国文br2OO9bJ音乐r2010a售计算机3,(c：jL 叫 before course (D:：图12每个文件夹对应一个 Matlab的版本，相应的Matlab均可与Simplorer进行联合仿真。进入到与R2007b文件夹下，会看到3个文件，如图13。其中AnsoftLinkDialog.m 文件实现对另

17、外两个文件的操作，而 AnsoftSFunction 函 数正是实现Simulink与Simplorer数据传输的桥梁。名称修改日期大小fl AnsoftU nkDialog2010/10/2 19:05MATLAB M file1 KB% Ar50ftSFurrtiQn.dll2010/10/25 7:02应用程序扩展67 KBh| An soft Fu r cti O n. h2010/10/2 19:05C Header file1 KB图131、在Simplorer里的操作(1)在 Simplorer 中添加 Simulink14所示，出现图15连接元件，操作如图 所示的窗口，点击窗红

18、色圈出的图标添加变量。-Schematic Editor - C：/U srs/liya n/De kto5 rm_a d pti we)Simplorer Circuit Tools Window HelpI Design SettingsSubCircuitAdd SubCincuitSolution Setup，Import SDB File.Optimetrics Analy&k*Results*Optimetrics Results.Add imulinlc Comporent.Add Math Cad Component.Maxwell Component*Add RMxp

19、rt Dynamic Component.Q3D Dynamic Component*Add PEjcprt Sutic Component.Add iMechanical ComponentAdd Icepak Component.Add State Spac& Component.Add 5Wave Component.Add HFS5 ComponenL.Add RED Component BETA.Design Properties.Passed Parameters,Edit Notes| Output Di a logCtrl+Shift+OBrowse N&tli

20、tSet Active Setup.k AnalyseF12rJ Edit Setup.| - (F)营1Ch a rarterize device卜Export to VHDL-AMS.Create Model and Component from Current Schematic.务 Tune.图14图15(2)输入变量为三相电流信号，分别定义为Ia、Ib、Ic，默认值为0,选择FromSimulink作为其输入变量；同理，添加 Simulink的输出变量Position (电机的位 置信号)，界面如图16所示。输入输出端口的个数可以根据实际需要进行添加。图16"Simumk1

21、7点击OK即可得到如图16中所示的Simulink元件。在Simplorer中完整的仿真模型如图17所示。2、在Simulink里的操作在Simulink里也要建立作为信息交换的元件，先要将图中三个文件所在的 路径加载到Matlab的扫描路径中，见图18。因为Matlab在运行一个函数的时 候，只会在自己的扫描路径内搜索，如果不在其扫描路径内，就找不到相应的函 数，因此就不会执行，这一点 Matlab的通性。Ansoft的软件不支持中文路径和 中文文件名。 MATUXfi Z5.0 CR2007bJFile Edit View Debug Distributed Desktop Vindaw

22、HelpQ &电喑 t鼻11 司 W Current DirectDiry: Deprogram R lesans DftSimpl ore r9 JDcptm atl abr2 007bShortcuts If) How to Add f What's NewCommand WindowNew to MATLAB7 '.Vatch this Mdg. see or read fAll Files QAnsoftLinkDialog m 已 AnsoftSFijricti&ni.dll M AnsoftSFunctioni.hTypeM-fileDLL File

23、C Ha ad eirSize Date Modified1 KB 10-10-2 下午7H67 KiB 10-10-25 上午71 KB 1M0-2 下午7:(图18(1) 建立lsrm.mdl仿真文件；(2) 将S-Function模块加入到文件中；(3) 双击该模块，弹出图11所示的窗口，在S-function name 一栏中输入 AnsoftSFunction ,注意严格区分大小写；可以看出，此处输入的函数就是前 面图13中对应的两个文件名；J Function Block Parameters: S-Function2S-FunctionUser-definable block.

24、Blocks can be written in C, M (level-1 i Fortran, and Ada and mu就 conform to S-functior standards. The variables t x, u, and flag are automatically passed to the S-function by Simulink. You can specify additional parametef$ iri the'S-(unction parameter' field. If the S-Junction block isquire

25、s additional source files for the Real-Time Workshop build process, sp&cify the filenames in the 'S-function modules' field. Enter the filenames only; do not use ENtemions orfUl pathname*, e.g., enter *ucbtcT, not 'src.c ncl.4Parameter«S-finctionname: AnsahSFunctiari|EditS funct

26、ion parameters：S function modules："OK3cd Help |图19点击OK,弹出图20所示的窗口;图20(4)勾选图20中Read link information from file 复选框，并选择之前建宜的 lsrm_adptive .asmp (Simplorer仿真文件，如图 21 所示;© Simplerer1 linkDialogFite3名梅-Li* &油flrtfiBnlixll<-SIWPLORER- OUTJI XISIMUUMJK - OUTt SiMPLORER - IMJ吉乐Id耳谯"n E

27、：，*W ReM M inioirfi on lirom flie ra tmodd ILSRM PCD cgntrol.rrwwlre-suhs LSRM_JLmxwl results-,KEjdp敞 MmpnrMl麻iAl llriTi.adptivek rm_a 3 pt iw. w e p.质 utctL lirm_adlptive.asrtiip.lockSllvilJLI 部:丑 t+MnUninkGK£1KSiM2SiMSlMPLORERLlnK inurTac*图21 此时将出现图22所示的对话框，选中变量左侧的node,然后双击右侧的变量名，实现Simulink和S

28、implorer的信号连接，如图23所示；图22图23(6)完成图24所示的仿真模型，搭建过程中要保证各个端口的数据类型一致;To SimplorerMux 4图24图2519和maxwell中求解器参数的设置,五、求解器参数的设置图 25、26、27 为 Simulink、Simplorer该仿真的仿真时间为1s,仿真步长为1msProject Manager * x-3ive*Q- fjffi Sinpl or e：r 1*色藤Analysis:1L?. Options| j l网电® Opt im etri cs0 .已Results0-1_| De£iniPrope

29、rties »N创住ValueNameTREikabliCgtMuer图26Project Manage* m白.尊j堕刖蚌|- |H NuvellDDesigi (Tr l IT)*囱.夜M汹1国(JP BoxinlorieK.田.启诊 Ek ci L &Ei ms度J F &t«T5回,函 MfhQ AnalysiE- SetuplOpt a n& triesg-0 Resellt=Frojeet Solve SetupGcnerkL |F曲Me | Av-uiftd | SilverEwptqEmx Ctch# | DefaulVE |Enai

30、bled= Irbits-io-nl $«tup- Ad.A.ptiva- T%m看 StapSl«p tine：|1Tine step：|0. 001r-EiFT3Proper tK5* xI AdffMfcC 更d | SclrtjJVwDifwLtl图2723常见的问题重新打开Simplorer时需要对Simulink模块重新加载，Simplorer里的元器件 的个别引脚会缺失导致仿真无法进行，如图28所示。1、Maxwell中位置的输出单位是 m所以位置输出端应加上值为1000的Gain 2、在仿真前统一设置三个软件的仿真时间和步长lsrm_adptive （C:/Users/liyan/Desktop/SIM/）Simplorerlinfo Compiler completed successfully. （3:14:40 下午 十二月 18, 2013）info