Altair Activate 2019(多学科系统仿真工具)

　　Altair Activate 2019是一款专业的产品建模与模拟软件，软件提供了计算快速傅里叶变换、模拟混合模型、文件管理、模型组件、使用模型、使用多个模型、物理组件建模、电子电路建模、使用 MotionSolve进行协同仿真、FMU导入和导出、创建 Modelica自定义组件、使用Flux2D共同模拟IPM电机、使用Flux3D共同模拟柱塞模型、使用Flux2D共同模拟SPM电机、设置模拟参数、指定解算器、运行模拟、故障排除、模拟阶段、多体动力学的协同仿真、电磁学的协同仿真、线性化和优化等丰富的功能，为用户带来一套完善的建模与模拟方案，这里为您分享的是本，有需要的用户赶紧下载吧！

软件功能

　　查看器

　　查看器是用于在模型模拟期间显示特定结果的块类型。查看器包括范围块和显示块。

　　导出器

　　导出器包括将结果导出到 OML 工作空间的块，以及将信号导出为文件的块。

　　曲线编辑器

　　曲线编辑器是一个用于创建和编辑曲线的实用程序，用作SignalGenerator块的输入。

　　调试文件查看器

　　使用“调试文件查看器”可以显示在模拟首选项中选择“创建调试文件”选项后运行模拟时生成的.dhdf文件中的数据。

　　报告生成

　　为Activate模型创建轻量级，独立的HTML报告。

　　块库

　　库中的块被组织到称为调色板的目录中。每个库都可以有多个调色板来显示也是模型的不同块集。从工作区中的Palette Browser，调色板显示为嵌套目录。在建模窗口中打开时，调色板将按层次显示为图表。

　　该软件的标准系统库分为两个选项板：Activate和Modelica。这些调色板在离散和连续域中包含各种预定义块，存储为XML文件。

　　该软件包括一个库管理器工具，用于简化块库的创建，安装和编辑。一组API也可用于这些操作。

　　库的版本化用于管理库的添加或修改。

　　库可以包含完整的工具包，包括OML 脚本，演示，实用程序，帮助以及满足建模和模拟目标所需的其他支持。

　　一组函数可用于自定义库。

　　•新的基于单位的许可。

　　•与OpenMatrix语言（OML）集成。

　　•与Electromagnetics仿真软件进行联合仿真。

　　*•支持Spice仿真。

　　Unicode支持

　　•在Activate和OML中完全支持Unicode（包括块，对话框，编辑器）。

　　端口可见性

　　•端口标签保留并保存在.scm中。

　　自动调整

　　•在范围轴上分离x和y自动调整。

　　•调用时间

　　更快的调用时间，特别是在安装了许多库时。

　　一般改进

　　•重命名块。

　　•注释中多行文本的对齐方式。

　　•基于已选择的项目类型的矩形选择。

　　•撤消/重做的改进。

　　OpenMatrix语言脚本：

　　文字

　　文字是在应用程序的整个生命周期中保持不变的项目。文字包括数字，虚数，字符，字符串，逻辑和其他（NaN / Inf）。

　　数据类型

　　数据类型是在应用程序的整个生命周期中保持不变的项目，并且内置在OpenMatrix语言中。

　　字符串

　　字符串是字符数组。

　　变量和赋值

　　OML语言脚本通过变量操作数据。变量由其名称（字母数字）引用，可以按照本节中的描述创建（分配）和删除。

　　索引

　　索引用于从集合中检索一个或多个特定值。

　　运算

　　符运算符用于组合操作数。

　　运算符描述（表）

　　本节中的每个运算符都用对所述运算符允许的标量，向量和矩阵的运算进行解释。

　　表达式和语句

　　语句由表达式组成，可以是简单表达式或更复杂的表达式。

　　控制流和循环

　　循环用于多次执行相同的语句集。

　　工作区和作用域规则

　　有两种类型的工作区：本地和全局。

　　函数

　　函数是可以重复使用的语句包。

　　脚本和函数

　　OpenMatrix语句保留在 .oml 文件中。

　　文件

　　本节介绍可由OpenMatrix语言操作的文件。

　　错误和警告消息

　　错误和警告消息都在 Altair Activate的控制台（或GUI模式下的命令窗口） 中输出 。

软件特色

　　Activate是一种开放灵活的工具，可以快速建模和模拟产品，作为一维模型形式的多学科系统（表示为基于信号或物理框图），可选择耦合到3D模型。在整个开发周期中利用灵活的模拟范围 - 从早期的概念设计（包含更多抽象和通常更短的模拟的模型）到后来的详细设计（具有更少的模型抽象和更长的模拟）。

　　一维系统仿真

　　在系统级进行模拟可以对整个产品进行性能评估，而不仅仅是对产品的一部分进行性能评估。

　　方块图; 控制系统设计

　　提供自然建模方法，用于开发当今涉及传感器，执行器，反馈和内置逻辑的智能系统。

　　在同一图中混合基于信号和物理建模

　　利用预定义的Modelica库的强大功能，对常见的机械，电气和热物理组件进行建模。

　　通常比3D模拟快得多

　　依靠更高级别的模型抽象，可以更早地（即更接近概念设计阶段）和快速设计探索实现更多产品性能洞察。

　　与其他Altair工具的连接

　　通过模型交换或与MotionSolve协同仿真实现真正的多学科系统仿真，实现受控的多体动力学，Flux用于受控电机动力学模型等。

　　支持功能样机接口（FMI）

　　包括功能样机单元（FMU）可实现与非Altair工具的模型交换或协同仿真连接，这些工具也支持FMI标准。

安装方法

　　1、下载并解压软件，双击安装程序“Altair.Activate.2019_win64.exe”开始进行安装。

　　2、进入正在做安装准备的界面，等待自解压完成。

　　3、选择安装语言，点击【OK】。

　　4、进入Altair Activate 2019安装向导，单击【next】。

　　5、选择安装位置，用户可以选择默认的C:\Program Files\Altair\2019，也可以自定义。

　　6、设置开始菜单文件夹名称，这里一般选择默认，然后根据需要选择是否安装桌面快捷方式，以及是否将相关文件类型和图标与已安装的应用程序相关联，然后进入下一步（也可以选择的选项）。

　　7、准备安装，点击【install】按钮即可开始进行安装。

　　8、完成安装后，点击【done】按钮完成。

　　9、打开补丁文件夹，将“Activate2019”文件夹复制到软件安装根目录下，默认为C:\Program Files\Altair\2019。

　　10、弹出目标包含两个同名文件的提示，点击【替换目标中的文件】。

　　11、运行Altair Activate 2019即可进行使用。

使用说明

　　计算快速傅里叶变换

　　用附加噪声产生正弦波

　　创建模型并为具有加性噪声的正弦波定义图表上下文。

　　在功能区上，选择New Model，然后选择Save Model。

　　在出现的对话框中，输入工作目录的路径，文件名为：filterPSD_practice.scm。

　　从Palette Browser中，将以下块添加到 建模窗口中：

　　从Activate > SignalGenerators中，拖放一个SampleClock 块，一个Random块和两个 SineWaveGenerator块。

　　从Activate > MathOperations中，拖放1 Sum块。

　　对于每个块，输入指示的参数值，然后单击“ 确定”。

　　在SampleClock块上，双击，对于Sample period，输入：1/Fs。

　　在Random块上，双击，对于Distribution，从下拉列表中选择 Normal。

　　在第一个SineWaveGenerator块上，双击，对于Frequency，输入： 2*pi*1000。

　　在第二个SineWaveGenerator块上，双击，对于Frequency，输入： 2*pi*3000。

　　在Sum块上，双击，对于Number of inputs，输入：3; 对于所有输入端口，输入： "+"。

　　连接块并调整链接，如下所示：

　　在功能区上，选择“ 图”工具。

　　在Context选项卡上，输入：Fs = 10000，然后单击 Apply。

　　应用Chebyshev II型低通滤波器

　　在图上下文中应用OML函数Cheby2。Cheby2函数生成低通滤波器的传递函数的系数。

　　在功能区上，选择“ 图”工具。

　　在“上下文”选项卡上，输入命令： [num,den]=cheby2(3,20,2000/5000);

　　该命令产生低通滤波器的传递函数系数，其数量级为3，截止频率为2000Hz，阻带衰减为20dB。返回的变量num和 den用作表示滤波器的离散传递函数的分子和分母的系数。

　　从Palette Browser > Activate > Dynamical中，将一个DiscrTransFunc块拖放到图中。

　　在DiscrTransFunc块上，双击，然后输入以下参数值：

　　连接模块，使带有附加噪声的正弦波通过采用离散传递函数实现的数字低通滤波器：

　　计算FFT和功率谱密度

　　在模型中定义块以计算快速傅立叶变换和功率谱密度。

　　从Palette Browser > Activate > Buffers中，将一个Buffer块拖入图中。

　　在Buffer块上，双击。在块对话框中，输入：N。

　　从Palette Browser > Activate > MatrixOperations中，将一个FFT块拖到图表中。

　　像这样连接块：

　　在功能区上，选择“ 图”工具。

　　在“上下文”选项卡上，输入变量：N=1024。

　　该变量指定要采样的1,024个数据点并将其发送到FFT块。

　　注意：单侧功率谱密度用公式计算

　　P = 2 * | ff | ^ 2 /（F * N）

　　从Palette Browser > Activate > MathOperations中，将一个Abs和一个 Power块拖入图中。

　　在电源块上，双击。在块对话框中，输入：2。

　　从Palette Browser > Activate > MathOperations中，将一个Gain块拖到图表中。

　　在“ 增益”块上，双击。在块对话框中，对于Gain，输入：2/ (Fs*N)。

　　像这样连接块：

　　从Palette Browser > Activate > MatrixOperations中，将一个MatrixExtractor块拖到图中。

　　在MatrixExtractor块上，双击，输入以下参数值，然后单击“ 确定”：

　　对于索引向量I，选择:(全部），这是默认值。

　　对于索引向量J，选择定义为参数，然后输入[1：N / 2 + 1]。

　　选择基于一个索引。

　　像这样连接块：

　　单击并拖动鼠标到区域 - 选择块FFT， Abs，Power和 Gain。

　　选中块后，从功能区中单击“ 创建超级块”。

　　在“属性编辑器”的树中，在“常规”下，单击“ 名称 ”字段 ，然后输入PSD。

　　超级块反映了新名称：

　　使用VectorScope块显示结果

　　在功率谱密度图中查看仿真结果。

　　从Palette Browser中，将以下块添加到图表中：

　　从Activate > MatrixOperations中，拖放一个Transpose 块。

　　从Activate > SignalViewers中，拖放一个VectorScope 块。

　　从Activate > SignalGenerators中，拖放一个常量 块。

　　在常量块上，双击。在块对话框中，输入 参数Constant[0:Fs/N:Fs/2]'，然后单击OK。

　　在VectorScope块上，双击。从块对话框中，选择模拟结束后外部X值和 绘图的框，然后单击“ 确定”。

　　像这样组装和连接块：

　　在功能区上，选择“运行” 。

　　双击VectorScope块。

　　出现VectorScope窗口，显示模拟结果图。要使绘图视图适合窗口，请单击鼠标中键。

　　在Y轴块上，单击鼠标右键。在出现的浮动面板中，从“ 缩放”下拉列表中选择 db10。

　　功率谱密度图如下图所示。存在两个频率峰值：1000Hz和3000Hz。3000Hz峰值较低，因为原始信号被Chebychev低通滤波器衰减。

　　缩小缓冲区的输出

　　降低缓冲区的采样频率。

　　从Palette Browser > Activate > ActivationOperations中，将一个ReSampleClock块拖放到图中。

　　Buffer块的两个激活输入端口均由SampleClock块以10,000Hz触发。此触发器强制下游块（包括FFT和VectorScope块）以10,000Hz运行，这可能导致不必要的计算和范围生成。添加ReSampleClock块可确保Buffer块仅在需要时更新输出。

　　按照下图所示组装和连接块：

　　在ReSampleClock块上，双击。从出现的阻止对话框中，对于Down Sampling Factor，输入 N。

　　更改此参数可确保在缓冲区块已满时N点采样时触发传出激活。

　　在功能区上，选择“运行” 。

　　尽管结果相似，但运行模拟所需的时间比前一次迭代要少。

　　模拟混合模型

　　模型包括DiscreteDelay块，用于生成方波信号，该信号被馈入连续时间线性系统的输入。连续时间线性系统由其传递函数通过ContTransFunc块表示。Scope块绘制系统的输出。

　　通过将拉普拉斯变换应用于等式的两侧，可以在拉普拉斯域中表示恒系数线性微分方程。由于微分运算被转换为乘以自变量s，因此该运算将微分方程转换为代数方程 。如果微分方程表示系统在时域中的输入 - 输出行为，则拉普拉斯域中的结果方程可用于获得系统的传递函数。例如，线性微分方程：

　　产生传递函数：

　　所述ContTransFunc方框可以代表一个系统的单输入，单或可能的多输出，传递函数。块参数包含传递函数的分母和分子的系数。传递函数的一个特例是积分器，例如

　　由积分块表示。在离散时间中，通过将Z变换应用于差分方程来获得传递函数。单位延迟运算符的特殊情况由DiscreteDelay块表示 。该块通常由SampleClock块定期激活，该块固定激活的周期和阶段。离散时间信号在激活时更新，并且从一次激活到下一次激活保持不变。

　　构造离散信号

　　使用DiscreteDelay块构造离散信号。

　　在功能区中，单击新建图标或，从菜单栏中单击“ 文件” >“ 新建”。

　　将模型保存为HybridSystem_practice.scm。

　　从Palette Browser中，将以下块拖放到图表中：

　　从“ 激活” >“ 动态”中，将两个DiscreteDelay 块拖放到图表中。

　　从Activate > ActiveOperations中，将一个SampleClock 块拖放到图表中。

　　按照下图所示组装并连接图中的块：

　　在SampleClock块上，双击。在块对话框中，对于Sample周期，输入：1/20000，然后单击 OK。

　　在块上，DiscreteDelay，双击。在块对话框中，对于Initial Condition，输入： 1，然后单击 OK。

　　离散信号的构造如下图所示。该信号产生方波信号，在10000Hz的频率下在0和1之间切换。

　　创建连续传输功能

　　使用ContTransFunc块表示连续线性系统。

　　在Palette Browser中，双击Activate > Dynamical，然后将ContTransFunc块拖放到图中。

　　在块上，ContTransFunc，双击。在块对话框中，对于分子多项式的系数，输入：1。对于分母多项式的系数，输入：[0.2 1]，然后单击“ 确定”。

　　ContTransFunc块表示一阶线性系统，该系统模拟简化电机动力学的行为。

　　如下图所示，将块连接到图表：

　　在Palette Browser中，双击Activate > SignalViewers，然后将一个Scope块拖放到图中。

　　在Scope块上，双击。对于输入数量，输入：2。

　　Scope块上出现两个输入端口。

　　将Scope块连接到图表，如下图所示：

　　模拟混合模型

　　设置模拟参数并运行模拟。

　　在功能区上，将鼠标悬停在“ 模拟”工具组上，然后单击“ 设置”工具。

　　在“模拟参数”对话框中，为“最终时间”输入： 2，然后单击“ 确定”。

　　在功能区上，从“ 模拟”工具组中单击 “运行” 。

　　该图的模拟开始。

　　查看模拟数据

　　检查Scope块生成的图中的数据。

　　在Scope块上，双击。

　　“范围”窗口打开。由于Scope块由两个输入定义，因此显示两个相应的子图，分别代表方波信号和系统响应。因为方波的频率是10,000Hz，所以在0到2秒的时间跨度中存在太多的周期，因此需要缩放到更小的范围。

　　为了更清楚地显示方波形状，在上部子图的X轴上，右键单击以启动浮动面板。

　　对于上限值，请输入0.001。

　　在上部子图的Y轴上，单击鼠标右键。在浮动面板中，对于下限值，输入：-2; 对于上限值，输入：2。

　　要在窗口中显示绘图视图，请在下部子图上单击鼠标中键。

　　要放大绘图中的某个区域，请按住Ctrl键+中键单击+拖动以在区域中选择一个框架。

　　框架中的区域显示在下图中，如下图所示：

　　要显示曲线上的特定数据点，请在将光标定位到曲线上的同时按住 Ctrl键。

　　显示最靠近光标的数据点。

　　保存你的模型。