機電系統的案例
機電一體化系統設計手冊
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展開 LMS 機電一體化系統仿真解決方案
LMS 機電一體化系統仿真解決方案
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展開 行業應用方案 | 機電一體化多學科系統
機械結構系統
驅動系統
感知系統
控制系統
機器人-環境交互系統
人機交互系統
更高精度和更快速的多學科協同仿真
為了方便用戶快速構建機電一體化多學科系統，Ansys Twin Builder將多域系統建模器的強大功能與廣泛的0D應用程序特定庫、3D 物理求解器和 ROM 功能相結合，既保證模型的高精度，同時保證系統仿真的快速性，完成多學科信息的交互仿真。
通過Maxwell、Mechanical、Fluent等Ansys物理場仿真工具搭建高精度的部件3D模型，使用Ansys領先的降階模型技術生成ROM模型，導入至Ansys Twin Builder中，既可以保證精度又能夠提高仿真速度
支持Modelica、VHDL-AMS等多學科建模語言，搭建系統中機械、電子、電力、液壓、熱交換等模型，實現機電一體化多學科系統中各部件模型的搭建
支持FMI標準接口，與其他軟件進行聯合仿真，如與Ansys Motion通過FMI進行聯合仿真，實現機械臂系統的動態仿真；將SCADE生成的高安全級別代碼嵌入機電系統中，實現軟硬件聯合仿真
Ansys在機電一體化多學科系統的解決方案能建立無限接近物理實際的機電系統，對系統中的電磁設備、執行機構、互聯機構、控制算法、代碼安全性進行全面的設計、仿真和分析，在搭建機電系統之前對整個系統進行性能分析與優化。此外可以將系統模型與實際物理系統進行數據信息傳遞，搭建機電系統的數字孿生體 (Digital Twin) ，進而進行預測性維護。
展開 提高復雜機電系統的研發效率—多學科建模與聯合仿真
另外，產品部件之間的耦合關系越來越緊密，多數功能需要各部分緊密配合才能實現，因此系統級建模尤為重要。
機-電-液-控一體化的高速發展使得由單一領域部件構成的產品越來越少，取而代之的是綜合利用機械、電、磁、液壓和控制等諸多領域研究成果、涉及多個學科的產品，而多數情況下，產品的研發又需要多個部門配合工作，當對產品功能進行仿真驗證時，把各部分模型進行集成，獲得各部分模型之間的耦合關系，且保證仿真過程中各部分模型之間能夠進行高效的數據交互。所以，在系統級多學科建模之后，還需要進行聯合仿真。
以飛機機電系統的機電綜合為例，在機電綜合的背景下，在功能、能量、控制和物理的層面，燃油、環控、液壓、電氣系統之間的管理越來越緊密。例如在綜合能量管理系統中，為實現能量高效利用的目的，環控、燃油、滑油、液壓、電氣、發動機等系統協調工作。在多電飛機架構中，通過供-配-用電網絡，機電系統之間的聯系變得更為緊密。
飛機綜合能量管理系統
飛機機電系統涉及電、磁、熱、機械、液壓、流體、控制等多個學科，且每個機電子系統都涉及多個學科，這種特點使得系統級建模必然涉及多個學科的聯合仿真。
飛機機電系統
多學科建模語言Modelica語言的設計初衷就是為了解決涉及多個學科領域的、復雜系統建模，是一種面向工程應用的建模語言。Modelica語言基于方程的建模方式和無因果特點大大簡化了模型開發的難度，且Modelica協會提供了針對機械、流體、控制、電磁、電氣等多個工程領域的免費模型庫，使用者可方便地基于這些模型庫中的已有元器件模型，搭建自己的系統模型，且可以針對自己的特殊應用，通過繼承、修改等方式形成具有知識產權的模型甚至模型庫。
展開 
Ansys機電系統行業方案概述
機電一
體化技術
介紹
現代社會中的機電一體化產品比比皆是。我們日常生活中使用的智能洗衣機、空調及全自動照相機，都是典型的機電一體化產品；在機械制造領域中廣泛使用的各種數控機床、工業機器人，也是典型的機電一體化產品；而汽車領域更是機電一體化技術成功應用的典范，目前汽車上已成功應用和正在開發的機電一體化系統達數十種之多，其中有發動機電子控制系統、汽車防抱死制動系統、全主動和半主動懸架系統等在汽車上的應用。
機電一體化是在傳統技術的基礎上由多種技術學科相互交叉、滲透而形成的一門綜合性學科，所涉及的技術領域非常廣泛：機械技術、檢測傳感、信息處理、自動控制、伺服驅動、電子技術等。
電驅動系統核心組成
機電一體化系統與控制設計
機電產品復雜性大，涉及多物理域、軟硬件集成。
除了仿真模型的要求，實際產品還會面臨開發成本（原型樣機的測試成本高昂，樣機出來前能否進行性能預測）、能否減少樣機測試次數、可靠性（發生故障時系統如何響應）、安全和電磁兼容性（EMC）認證等研發工程師需要考慮的問題。
所以，理想的機電系統仿真應該包含實際物理模型，并且可以將軟件代碼與硬件結構結合、進行這種多學科的仿真。
Ansys解決方案支持多種“多學科”集成方式
在Ansys解決方案中，系統仿真支持多種多學科的集成方式，Ansys Twin Builder軟件作為系統仿真集成的平臺，可以通過多種方式將多學科的物理模型集成到系統仿真平臺中。
展開 Romax Nexus—機電一體傳動系統設計與仿真平臺
在Romax開發流程中，始終關注整個系統的性能，使用系統級分析方法，設計出更加優化、數據導向的創新性產品。
機電一體化NVH解決方案
基于Q/CT車用電驅系統噪聲測量標準的流程規范，考慮機電耦合效應下的新能源電驅動系統NVH仿真分析，借助Motor-CAD/Maxwell+Romax Nexus平臺的聯合仿真分析方法，從激勵源與結構端入手開展電驅動系統NVH優化設計。
機電一體化耐久性解決方案
基于QC/T 1022-2015新能源電驅傳動系統疲勞試驗標準的流程規范，借助Romax Nexus數字軟件平臺進行齒輪、軸承及軸的強度校核與優化，實現新能源電傳動系統的耐久性仿真分析。
新能源機電傳動耐久性、效率、NVH綜合評估與優化設計解決方案
基于專業仿真工具和經緯恒潤在汽車傳動系統多年仿真能力，從系統工程層面考慮耐久性、熱&效率性能、NVH性能和整車級操控匹配性能，提供面向新能源電驅動系統從概念設計階段到詳細設計/優化階段的全流程服務解決方案。
經緯恒潤
北京市海淀區知春路7號致真大廈D座6層
郵箱：market_dept@hirain.com
網址：www.hirain.com
展開 微機電系統多場耦合仿真分析
在微電子機械系統（ＭＥＭＳ）研究和設計中，微系統數值仿真分析是一個重要研究領域．本文對ＭＥＭＳ中多種能量場耦合問題的各種數值仿真分析方法進行了綜合評述．分析了該領域目前的研究現狀并指出了其今后的發展方向．
微機電系統多場耦合仿真分析.pdf
超越傳統CAD極限：依托CATIA，能設計出復雜的機電一體化系統的假肢
現在的假肢是復雜的機電一體化系統，能夠自動進行檢測。例如，假肢腿可以檢測出佩戴者是準備坐下還是準備上樓梯。復雜的微處理器將調整假肢，使得該活動安全自然地進行。
奧托博克最先進的假肢手“Michelangelo”的手腕上設有空檔位置，可以讓手擺動。從而明顯緩解佩戴假肢的僵硬感。假肢手套不僅擁有手的外觀，同時涵蓋假肢的技術特性，甚至有模仿自然手血管結構的有色纖維。
為了調整假肢Michelangelo，使其盡可能模仿還原人手，我們對假肢手的袖子部分進行了額外的改進和重新建模。 Kornfeind說“當我們第一次試圖為其重新建模之時，發現公司的CAD系統已到達了功能極限。”他想起了達索系統的設計應用CATIA的出眾性能，該應用屬于3DEXPERIENCE平臺的組成部分，致力于表面建模。他同樣采納了EBM的建議，這家達索系統的合作伙伴和達索系統解決方案的專家推薦了3DEXPERIENCE平臺及其任意曲面模塊CATIA Imagine & Shape。奧托博克公司安裝該應用后，EBM組織了一場為期兩天的訓練課程，由一位達索系統的專家和一位來自EBM的專家指導用戶如何為任意復雜曲面建模。
Kornfeind解釋道：“在我們產品的構型過程中，構思和創造過程起著相對次要的作用，自然決定了它的最終形式。我們面臨的挑戰一方面是需要考慮技術要求，另一方面則是需要盡可能貼近自然形態。Catia Imagine&Shape的功能非常豐富，它能夠自動考慮表面曲線的連續性，從而建立良好的基礎，創造自然的外觀。此外，該表面十分穩定，用戶可以專心建模，無需擔心一個地方的小小改動，會影響整個模型的穩定性。”
CATIA Imagine & Shape在Michelangelo手的改進過程中得到廣泛使用，有助于設計出更加逼真的外觀，同時提高內置技術的性能。
展開 淺談基于模型的系統工程（MBSE）技術
基于模型的飛機機電綜合管理系統設計應用研究[J]. 航空科學技術, 2017, 028(006):74-78.
SimPack介紹
版主按:
Simpack與adams一樣，都是機電系統動力學仿真領域頂尖的高端軟件，但相比于adams，Simpack的運算速度和計算精度要強于adams，，安裝也容易的多。這是二者的區別之處。
SIMPACK是機械/機電系統運動學/動力學仿真分析的多體動力學軟件。(德國開發的與adams齊名的高端多體系統動力學仿真軟件。應用范圍包括鐵路（火車）、公路（汽車），控制、優化、有限元、符號運算等模塊)，利用SIMPACK軟件，工程師可以像構筑CAD模型一樣，快速建立機械系統和機電系統的的動力學模型，包含關節、約束、各種外力或相互作用力，并自動形成其動力學方程，然后利用各種求解方式，如時域積分，得到系統的動態特性，或頻域分析 ，得到系統的固有模態及頻率以及快速預測復雜機械系統整機的運動學/動力學性能和系統中各零部件所受載荷。
由于SIMPACK軟件強大的運動學/動力學分析功能，可建立任意復雜機械或機電系統的虛擬樣機模型，包括從簡單的少數自由度系統到高度復雜的機械、機電系統（如鏈條、列車等）。對用戶來說，SIMPACK軟件可以被應用到產品設計、開發、優化的任何階段。
力學方程求解有三項重要指標，分別為速度、精度和穩定性。由于采用了最新的數學力學方法，SIMPACK軟件在計算速度極其優異的同時，仍保持了很高的計算精度和穩定性，這是其它同類產品所不具備的.
展開 No Magic—復雜機電產品系統架構開發套件
在系統工程師、研發團隊和利益相關者之間增強對系統的管理和溝通。</p>
新研究：讓超透鏡與MEMS技術相互融合
導讀
近日，美國能源部（DOE）阿貢國家實驗室與哈佛大學的研究人員進行合作，首次將在光通信、生物成像、激光雷達（LIDAR）系統中廣泛應用的兩種技術：微機電系統（MEMS）和超透鏡結合到了一起，成功地制造出位于MEMS平臺頂層之上的超透鏡。
背景
昨天，《史上首次！科學家利用人工智能重構量子系統》一文中提到：科學家利用人工智能方法，探索量子物理世界的創新研究案例。其中，非常值得我們注意是：
這項研究將“量子物理”和“人工智能”這兩種前沿科技融合到了一起。
如今，多學科融合和跨學科創新已經成為一種新的科技發展趨勢。今天，筆者要介紹的創新研究案例，再一次的融合了兩個前沿科技領域：微機電系統和超透鏡。
首先，我們還是先簡單了解下相關背景知識。微機電系統（MEMS, Micro-Electro-Mechanical System），也稱為微電子機械系統、微系統、微機械等，是指尺寸在幾毫米甚至更小的高科技裝置，其內部結構一般在微米甚至納米量級，是一個獨立的智能系統。它是在微電子技術（半導體制造技術）基礎上發展起來的，融合了光刻、腐蝕、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密機械加工等技術制作的高科技電子機械器件。例如，之前筆者常介紹的芯片實驗室技術，就與MEMS技術密不可分。
超透鏡，是筆者最近經常提及和介紹的一門前沿技術。為了搞清楚超透鏡，就必須先了解超材料（metamaterial）和超表面（metasurface）這兩個概念。
超材料，是通過人工設計結構實現，具有天然材料無法具備的超常物理特性（例如：負磁導率、負介電常數、負折射率等）的復合材料。
在超材料基礎上，科學家開始進一步研究超表面。
展開 今晚 | ANSYS官方永磁同步電機電機的降階模型抽取和矢量控制電路仿真直播
直播主題
永磁同步電機電機的降階模型抽取和矢量控制電路仿真
日期/時間
2019年11月28日（今晚）
20:00 – 21:00
課程受眾
永磁同步電機設計單位
電機控制器設計單位
新能源汽車研發部門
變頻器研發部門等行業人士
講師簡介
楊俐輝
ANSYS機電系統仿真軟件專家，對電機本體及其控制系統、開關電源、機電系統的電磁兼容有豐富的實際項目實施和仿真經驗。現任ANSYS中國機電產品線資深工程師，負責機電產品線的方案推廣和項目咨詢工作，對ANSYS機電產品及平臺方案等有全面的了解和經驗。
課程簡介
隨著新能源汽車行業、高性能工業伺服系統的發展，電機本體設計和其控制系統的關系日趨緊密。性能優異的電機是電機及其控制系統的基礎，比如：
采用新型原材料和先進的磁路設計方法設計出高功率密度的電機，電機占用的幾何空間就越小，電機的有效材料的利用率就越高；
電機的效率越高，則可減小電機本體的發熱，提高電機的壽命，提高整個電機機電系統的效率；
齒槽轉矩越小的電機，將減少電機控制算法設計的難度，同時減小最終整個機電系統的NVH。
在電機型號確定后，性能優異的電機控制器將最大限度地發揮電機的效能。
展開 利用優化技術改進可復制教室環境的設計
借助分析數據，Altair ProductDesign 團隊能夠給出機電系統以及屋頂管道的最佳布局建議，并對照拓撲結果進行調整 以保持一致，從而最大程度提高整體結構的剛度。
結論
通過在設計流程中使用拓撲優化方法，該團隊獲取了寶貴的信息，不但深入了解了結構特性，還使大家更加有信心確 保最終設計方案在應用于建造過程時會達到預期效果。
自從該項目實施后，“世界教室”已先后落戶于英國倫敦里士滿的 Meadlands 小學、Grey Court 中學和 Strathmore 特 殊學校。
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展開 OOFELIE軟件介紹
仿真設計通常涉及結構、熱傳、機械、聲學與振動、壓電、熱阻、電流、流體、光學、微機電、電磁場等問題，這些物理場往往同時存在，相互影響。例如執行器、傳感器、微機電系統。
集成了有限元、邊界元、快速多級子算法的OOFELIE::Multiphysics仿真平臺能夠快速收斂和精確計算超大型多物理場耦合問題，減少設計周期，提高創新能力，是一款3D多物理FEA解決方案軟件。
2、主要特點
多物理場仿真求解
可以完成復雜電磁、傳熱、結構、流體、振動、聲學、光學耦合仿真問題的高效計算學耦合仿真問題的高效計算。
快速、精確計算
支持多種算法：有限元法（FEM）、邊界元（BEM）、有限體有限體積法（FVM）、快速多極子算法（FMM）。
支持FEM、BEM、FVM等算法直接耦合計算。
強耦合仿真計算
提供耦合單元，在單元節點、邊、面上都有多重自由度，允許各個物理場的本構方程在單元上耦合并同時求解。
3、OOFELIE::Multiphysics求解器功能：
l 傳感器，執行機構和微機電系統
l 光學機械系統和微光機電系統（MOEMS）
l 流固耦合應用
4、多物理場
OOFELIE
振動聲學
? 壓電設備
? MEMS
? 熱壓電器件
? 熱結構耦合
? 光熱機械耦合
? 電熱力耦合
? 電磁
? 多物理場
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