Maplesoft MapleSim 2016.2(建模与仿真工具)

　　Maplesoft MapleSim 2016.2是一款非常实用且功能完善的建模与仿真工具，新版本对程序系统以及功能模块都进行了更新，借助MapleSim连接器，数字孪生技术可以与控制软件开发过程集成在一起，从而使虚拟调试成为自动化公司今天采用的一种现实技术；MapleSim连接器在系统级建模环境和自动化设计环境之间创建了简化的工作流程，该连接器允许设计人员在同一工作流程中创建其数字模型并测试其PLC代码，从而在设计阶段提供有价值的反馈，在此阶段，更改更容易实现且成本更低；可以通过使用该程序开发一种生物学上相似的腿部设计，使机器人能够行走，奔跑，跳跃和跳跃。MapleSim允许工程师模拟机器人腿的组件，同时极大地简化了复杂的计算，从而使模拟运行得更快；通过使用MapleSim，设计人员可以研究机械解决方案的可行性，而无需花费大量时间，精力来创建一系列原型，从而使他们有更多时间专注于创新的革命性设计；需要的用户可以下载体验

新版功能

　　得益于引擎的改进，即使是最大的模型也可以轻松处理，从而更快地为模型获取仿真结果，从而确保您的分析和实时应用程序平稳运行。

　　充分利用有史以来最高效的MapleSim模型，并受益于最新的模型制定技术以实现迄今最快的模型，而不会损失任何保真度。

　　由于所有导出的模型都受益于这些改进，因此可以在目标平台上更快地运行导出的模型。

　　通过使用改进的优化和参数扫描应用程序，更快地找到最佳设计参数。

　　利用Multibody库中的新机器元素更快地建立准确的模型，这些元素具有自动质量和惯性计算以及新的3-D可视化功能。

　　新的抓取器和接近传感器组件使您可以轻松模拟机器有效载荷的运动以及对机器的动态影响。

　　使用新的MapleSim绳索和滑轮库附加产品将带滑轮系统的高保真模型并入可调参数的机器模型中。

　　通过扩展的Kinematic Cam Generation App，可以查看更逼真的机器可视化效果，

　　使您可以为凸轮从动件定义新的几何形状并可视化结果。

　　MapleSim Insight是Maplesoft的新产品，可将仿真和可视化调试带到其他自动化工具中，

　　使您可以将MapleSim模型连接到支持已编译FMU的任何自动化工具，并查看实时仿真结果和控制策略的3D可视化。

软件特色

　　Maple模板，提供用于优化MapleSim模型的直观用户界面，然后为LabVIEW或NI VeriStand生成动态链接库(.dll)文件

　　一系列示例，说明了如何准备和导出模型。

　　从Maple环境中的第一原理开发数学模型VI的命令和示例，以说明如何实现。

　　访问Maple的LabVIEWConnector软件包中的命令，以为LabVIEW或NI VeriStand开发动态链接库（.dll）文件。

　　快速创建和测试初始概念

　　通过实现对设计概念的快速原型制作和测试，MapleSim使您能够在更短的时间内尝试更多的想法，

　　从而使您快速步入正轨并激发创意设计过程的活力。

　　用于建模多域系统的自然环境

　　借助MapleSim，您可以在一个环境中对整个系统进行建模，

　　从而可以追踪由于不同域之间意外交互而引起的设计缺陷，甚至可以防止这些问题首先发生。

　　计算效率高的模型

　　MapleSim生成高保真度，计算效率高的模型，适用于环内仿真，控制器设计以及诸如优化，

　　灵敏度分析和参数扫描之类的活动，其中需要进行许多仿真才能获得结果。

安装步骤

　　1、用户可以点击本网站提供的下载路径下载得到对应的程序安装包

　　2、只需要使用解压功能将压缩包打开，双击主程序即可进行安装，弹出程序安装界面

　　3、同意上述协议条款，然后继续安装应用程序，点击同意按钮即可

　　4、弹出以下界面，用户可以直接使用鼠标点击下一步按钮

　　5、默认为maple 2016的路径，如果没有安装maple2016则会报错；这儿以2020图片为例，但是要以实际为准

　　6、安装MapleSim时将购买代码留空，然后安装更新；

　　7、选择安装组件，全部选择即可；

　　8、选择是否创建桌面快捷键，这里勾选方便之后使用；

　　9、根据提示点击安装，弹出程序安装完成界面，点击完成按钮即可

方法

　　1、程序安装完成后，先不要运行程序，打开安装包，然后将文件夹内的文件到对应的程序文件夹中替换源文件

　　2、完成以上操作步骤后，就可以双击应用程序将其打开，此时您就可以得到对应程序

使用说明

　　现在，许多组织可以在其机器设计项目中采用虚拟调试技术。

　　他们可以使用虚拟调试来减少调试时间，降低调试成本或创建更可靠的上市时间。

　　尽管应用程序和细节可能有所不同，但典型的 虚拟调试过程具有许多共性。

　　构造基于模型的数字孪生

　　首先，使用系统级建模工具构建基于模型的Digital Twin 。

　　虚拟模型是从现有的CAD信息或使用组件库实现的设计概念开发的。

　　在此工作流程中，系统级建模工具 MapleSim用于演示从CAD模型开始的过程。

　　该工具由Maplesoft开发，可以自动导入CAD，因此Digital Twin可以从经过验证的几何形状开始。

　　如果没有CAD模型，工程师可以通过使用可自定义的拖放组件开始。当项目处于初始构想阶段时，这将很有帮助。

　　可以对CAD信息进行分组，以便将一起移动的零件融合在一起以创建聚合组件。

　　该过程保持了保真度，但是简化了后续建模（例如，考虑了螺栓，轴承等的所有惯性，但现在将它们汇总到它们所连接的主体中）。

　　这些组件可以与模型创建过程中所需的所有其他标准和自定义组件一起使用。什么是虚拟调试

　　使用MapleSim中的1D运动生成应用程序为模型设计运动轮廓。

　　在将Digital Twin连接到自动化软件之前，该仿真软件用于调查模型并执行各种设计分析以进行功能验证。

　　在此阶段，可以使用MapleSim的各种标准组件（液压执行器，电动机或预定义的运动曲线）来驱动模型。

　　通过在拾取和放置机制中添加相关组件来提高MapleSim中的模型保真度。

　　然后可以进一步分析该机构对这些致动的响应。

　　MapleSim提供了内置的应用程序，用于自动执行参数扫描或蒙特卡洛分析（以查看效果或评估设计对特定参数的敏感性），

　　还提供了完整的编程环境，可让您构建自己的自定义分析。

　　使用内置的Parameter Sweet应用程序在MapleSim中优化设计参数。

　　使用MapleSim最大化拾放机制的每分钟循环数（CPM）。

　　在对建议的设计进行了一些分析之后，工程师现在可以确定所需电动机的尺寸，以从自己的可用零件目录中进行选择。

　　对于使用贝加莱（B＆R）提供的工具的工程师，他们可以使用MapleSim生成信息，以便在SERVOsoft中直接使用。

　　在MapleSim中准备仿真结果，以在B＆R的SERVOsoft中确定电机尺寸。

　　对于使用罗克韦尔自动化硬件和软件的工程师，他们可以使用MapleSim生成信息，以在Motion Analyzer中直接使用。

　　在MapleSim中准备仿真结果，以便在罗克韦尔自动化的运动分析仪中确定电机尺寸

　　与自动化软件集成

　　Digital Twin所需的保真度完全取决于仿真要求。

　　更高保真度的模型需要花费更多的精力来创建，但是可以回答特定的设计问题，并为PLC验证提供更真实的性能表示。

　　过去，高保真度模型太难创建，或者在硬件验证需要实时仿真性能时无法使用。

　　MapleSim生成的代码针对仿真速度进行了优化，从而可以实现高保真度的Digital Twins，可用于各种虚拟调试要求。

　　通过为虚拟调试过程设置系统参数来定义模型输入。

　　使用MapleSim的分析功能可用的逆运动学方程式，根据设计要求定义运动路径和负载。

　　这些细节构成了定义模型输入的重要部分，这些输入在将模型导出为FMU时将得到维护。

　　自动化软件现在可以执行各种虚拟调试任务，否则这些任务要等到物理调试为止。

　　由于工厂模型和PLC代码都在虚拟环境中，因此工程师可以进行大规模仿真，从而允许迭代以在各种情况下测试PLC代码。

　　工程师可以在其代码中寻找可能会导致性能下降，性能问题或安全问题的缺陷，这些缺陷可能会损害物理系统的功能。

　　当工程师发现性能问题时，可以诊断出他们在物理调试过程中难以获得的透明性。

　　此阶段使用的另一种技术是用PLC硬件替换虚拟PLC代码。

　　由于实时仿真的要求，以前在许多需要高保真度模型的情况下都无法访问。

　　工程师现在可以针对虚拟模型测试物理硬件，从而提供了另一种在构建物理系统之前调试问题的技术。

　　尽管这些技术都不能消除物理调试过程中涉及的风险，但它们可以作为资源高效的技术来隔离设计过程中的早期问题。

　　与物理调试不同，虚拟调试可以作为并行过程与设计项目中的许多其他任务一起运行。

　　由于可以在工厂和控制器都处于虚拟状态时开始测试，因此设计迭代的成本最小。

　　在电影中，机器人可以走路，说话，甚至假装是人类。他们在现实生活中的对应对象更加有限。但是这种差距正在缩小，英国机器人技术公司Engineered Arts寻求使现实接近虚构。

　　Engineered Arts当前的旗舰产品是机器人演员RoboThespian。RoboThespian是具有生物启发性设计的全尺寸人形生物，已被世界各地的研究和教育中心所使用，以告知，娱乐和研究机器人技术的新发展。

　　RoboThespian每天都在使用20多个国家/地区的机构，其中包括NASA肯尼迪航天中心（美国），Gazientep天文馆（土耳其），Questacon科学中心（澳大利亚）以及全球众多大学。

　　Maplesoft 技术用于平衡和说话RoboThespian机器人的设计和建模。Maplesoft的系统级建模和仿真平台MapleSim用于设计集成了新型执行器的生物类似人形机器人支腿，研究其静态和动态稳定性，并构建设计好的支腿以确定控制策略。

　　但是，尽管RoboThespian具有很强的对话吸引力，但基本上都是静态的。他的双腿有动力，但他只能蹲下并站立就位，永远不会从固定位置移动。