狀態機建模
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
狀態機建模的視頻教程
狀態機建模的實例教程
狀態機（StateMachine）
狀態機（StateMachine）用于表示事件驅動的行為。在狀態機圖中，用系統的不同狀態之間事件驅動的轉移機制來說明一系列的行為發生過程。它一般作為一個模塊（Block）的類目行為（ClassifierBehavior）。類目行為是一個類（如模塊）從開始工作，一直到結束的整個過程的行為。一個模塊只有一個類目行為。它也可以作為模塊的一個普通的擁有行為（OwnedBehavior），表示模塊的一種功能。
和活動（Activity）一樣，狀態機同時也是一種模塊（Block）元素。一個復雜的狀態機行為可以進行分解。在上層的狀態機行為中，通過一個“子機狀態”（SubmachineState）元素表示對下層或其它狀態機的調用。
作為行為，狀態機的發生一樣需要規定發生的語境（Context）。如果狀態機是某個模塊的類目行為或擁有行為，則這個模塊是狀態機的語境；否則它自己是它的語境。狀態機中的狀態的內部行為（entry、do及exit）如果沒有明確的語境，則它們的語境是這個狀態機的語境。
狀態機是通過狀態機中的狀態（State）以及狀態是如何轉換的來說明系統的行為過程。狀態機中的狀態（State）和轉移（Transition）不像活動圖中的動作（Action），它們本身并不說明究竟這個行為是如何把一個輸入的信息（或其它物質）轉為輸出的信息（或其它物質）。（動作—Action中，可以通過語句或專用的動作類型來說明對象的生成、變換或刪除等）但是，在狀態和轉移中可以包含其它行為（如一個活動），它可以用它包含的行為來說明具體是轉換的細節。狀態機更像是把系統的行為串聯起來的一種作用，它著重展現的是系統在這個行為之間所處的狀態，以及狀態是在什么時機，或通過什么機制來轉換的（這個時機被定義為觸發器，這個機制是觸發器的事件）。
展開 本文以典型4缸API 618標準的往復壓縮機組為例，簡單介紹下往復機的狀態監測應用配置方案。
往復機狀態監測傳感器測點布置示意圖：
擬配置測點清單（二次高壓壓縮機，4缸）：
傳感器及硬件配置介紹：
鍵相信號（Crankcase Reference Position Keyphasor）
往復機鍵相信號，可采用標準鍵相或多事件鍵相。
多事件鍵相系統與傳統的標準鍵相系統不同，它使用電渦流傳感器對曲軸上的多輪齒盤進行監測，除了可以提供每轉一次的參考點以外，還可以每旋轉30度就提供一個精確的參考計時信號（電壓脈沖）。產生的信號可用于監測系統作為準確的曲軸位置參考。多事件鍵相系統，可以幫助氣缸壓力測量獲得更準確的測量結果并提供更精確的壓力-流量曲線（P/V曲線）。
多事件鍵相的多齒輪盤可安裝在軸靠近驅動器的外側，通常要求在驅動軸上鉆孔和開孔。也可根據用戶機械結構特征，設計提供在軸上安裝圓箍式（由兩個半圓環組成）的齒輪盤，更方便安裝。標準鍵相每轉一次的參考點通常與1號氣缸的頂頭中心位置對齊。活塞桿位置和氣缸壓力監測都需要使用鍵相參考信號。
主軸承溫度（Main Bearing temperatures）
曲軸主軸承溫度高表明設備有與油膜軸承相關的故障，如過載，軸承疲勞或潤滑油不足。測量主軸承溫度和其它相關的過程參數可以幫助確定發動機的整體運行狀況。
可以在設備制造過程中在主軸承蓋上打鉆開孔以安裝溫度探頭，也可以在設備安裝完成后，移開軸承蓋，再打鉆開孔，安裝溫度探頭。
展開 作者 | HYZY
來源 | 焉知
知圈 | 進“HMI社群”請加微信15221054164，備注HMI
一、基本概念
駕駛員狀態監控系統DMS（Driver Monitor System）屬于自動駕駛人機交互的一部分，其使用攝像頭獲取的圖像及其它車身傳感器輸入的數據，通過視覺跟蹤、動作識別等技術監測駕駛員的駕駛行為和生理狀態，當判斷駕駛員不在場或處于非正常駕駛狀態時（疲勞、分心等），自動駕駛系統向駕駛員發出報警或執行其它安全策略，以確保車輛運行安全。
圖 1 駕駛員狀態監控DMS
從技術原理上，駕駛員狀態監控系統DMS可分為直接監控和間接監控兩種類型：
直接監控：通過傳感器獲取駕駛員頭部運動、面部運動、眼部運動、心電或腦電等直接表征駕駛員狀態的信號，用以判斷駕駛員的狀態；
間接監控：通過獲取駕駛員的駕駛行為信號及相關車輛狀態信號，間接判斷駕駛員狀態。
直接監控方式可獲取更多的駕駛員狀態信息，且隨著相關視覺技術的進步，其判斷結果可信度也不斷提升，多用于自動駕駛系統的人機交互。間接監控方式可獲取的駕駛員狀態信息有限，通常可用于駕駛員駕駛風格判斷及整車駕駛模式匹配。
二、駕駛員狀態定義
駕駛員狀態監控系統DMS可識別的駕駛員狀態見下圖2。
展開 2．問題 當交換機的MRP 環網斷開時，如何通過S7-1500CPU 獲取這個故障信息，以 便進行處理。
3.解決方法 S7-1500 提供了PROFINET 數據記錄庫，把交換機作為PROFINET IO 設備， 通過讀取數據記錄的方式可以獲取 MRP 狀態。PROFINET 數據記錄庫下載地址 https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109753067。
4 操作方法：
(1)組態CPU為PROFINET控制器，組態交換機為IO設備，如圖 1 所示。
圖 1 網絡拓補
（2）組態 X310 為管理器，如圖 2 所示。
圖 2 MRP管理器組態
（3）組態 X208 為客戶端，如圖 3 所示。
圖 3 MRP 客戶端組態
（4）加載 PROFINET 數據記錄庫，如圖 4 所示。
圖 4 加載 PROFINET 數據記錄庫
（5）調用庫函數 LPNDR_ReadMrpState 讀取 MRP 狀態，如圖 5 所示。
圖 5 調用 LPNDR_ReadMrpState 庫函數
其中輸入參數execute 的上升沿啟動讀取任務，hwId 為交換機接口的硬件標識符，如圖 6 所示；輸出參數mrpRingState 為環網狀態，0 為斷開，1 為閉合
圖 6 hwld 參數設置
(6)測試結果
環網閉合時，mrpRingState 為 1，如圖 7 所示。
圖 7 環網閉合狀態
環網斷開時，mrpRingState 為 0，如圖 8 所示。
圖 8 環網斷開狀態
展開 二、熱載荷
輪盤要承受因受熱不均引起的熱載荷，對于壓氣機盤，熱載荷一般可以忽略。但隨著發動機總壓比和飛行速度的提高，壓氣機出口氣流已達到很高的溫度。所以，壓氣機前后幾級盤的熱載荷有時也不可忽略。對于渦輪盤，熱應力是僅次于離心力的重要影響因素，計算時應考慮以下類型的溫度場：
飛行包線中規定的各強度計算的穩態溫度場；
典型飛行循環中的穩態溫度場；
典型飛行循環中的過渡態溫度場。
在估算時，若原始數據無法充分提供，也沒有實測溫度可參考，這時可以根據設計狀態及最高熱載荷狀態的氣流參數進行估算，估算盤上溫度場的經驗公式為：
式中，T 為所求半徑處的溫度，T0 為盤中心孔處的溫度，Tb 為盤輪緣處的溫度，R 為盤上任意半徑，下腳標0、b 分別對應中心孔和輪緣。
m=2，對應無強迫冷卻時的鈦合金和鐵素體鋼；
m=4，對應有強迫冷卻時的鎳基合金。
1.
展開 
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客戶簡介
Mirus 飛機座椅公司是全球領先的創新性高性能飛機座椅制造商，業務遍及英國、馬來西亞和中國。該公司融合汽車與航空航天領域的技術、專業知識和最佳實踐，專注于造型、功能、創新與可持續性，旨在提供最優乘客體驗并為航空公司節省成本。Mirus 是首批將輕量化飛機座椅推向市場的制造商之一，其 MTEST 現場動態測試設施（英國最大的商用測試設施）配備了最新動態測試技術
摘要：
本案例利用Fluent Meshing對固定翼無人機進行網格劃分，采用全多面體網格方案減少30%單元量仍保持湍流粘性底層解析能力，不僅為無人機巡航/爬升等多工況氣動仿真提供了高精度網格基礎，還通過標準化流程支持氣動-結構耦合、控制仿真等跨學科研究，兼顧工程效率與計算經濟性。
特別適合無人機設計工程師快速掌握復雜氣動外形的工業級網格生成策略、CFD工程師學習多物理場仿真的網格適應性優化方法
該兩棲無人機采用 Fusion 360 建模，重點關注多地形適應性，使其能夠同時在陸地和水上作業。設計融合了流線型浮力表面和模塊化推進裝置，確保其在各種環境下的穩定性和機動性。設計重點關注結構完整性、重量優化和氣動平衡，使該模型兼具實用性和高效性，適合兩棲部署。AMPHIBAN_DRONE_.f3d
1. 題目描述
有一貨物起重機如圖所示，其所有桁架和支撐都是中強度鋼，E=200GPa，v=0.25，G=80GPa。該結構中所有梁都是箱型界面。本問題要掌握的要點一如何將主結構和內支撐分開，賦予不同的界面屬性；二是在內外鋼架連接處要設置鉸鏈鏈接；三是要設置正確的界面方向。
圖 27 起重機尺寸和界面尺寸
2. 建模
首先建立一個主桁架
在光伏電站建設前期階段，需要對選址地點進行測繪，人工測繪容易出現數據不準確、信息共享不暢等缺陷。隨著科技的快速發展以及無人機技術的不斷提升，許多光伏企業選擇借助無人機進行測繪工作，快速生成三維建模，提高測繪工作的質量和效率。
1.提高效率和精度
無人機可以在光伏測繪項目中快速獲取高精度三維數據，通過軟件處理，生成三維模型，有助于提高測繪設計的精度和效率。
2.降低成本和風險
無人機三維建模可以減少人工測繪的成本和風險
傾斜攝影建模應用越來越廣泛，例如
- 城市三維建模： 使用傾斜攝影技術可以獲取建筑物、道路等城市環境的高精度三維模型，為城市規劃、地理信息系統（GIS）等領域提供支持。
- 土地管理和規劃： 通過傾斜攝影，可以獲取大范圍土地的高分辨率影像，用于土地利用規劃、土地管理和監測。
- 基礎設施監測： 對于基礎設施如橋梁、管道、電力線路等的監測和維護，傾斜攝影提供了高分辨率
案例將通過SpaceClaim建立垂直軸風力機的數值仿真模型，主要介紹通過腳本實現建模的過程。
1.模型介紹
垂直軸風力機葉片翼型為NACA0012，翼型數據來源于網站http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=n0012-il。
翼型弦長為325mm，葉片數量為3個，風輪直徑為800mm；計算域按照入口在來流前方10倍的風輪直徑
歷史文化建筑，承載著過去各個時代的文化記憶。無論是保存還是修繕古建筑，都需要將其基本信息進行數字化建檔，為修繕提供精準參考。根據住建部的要求，從2020年開始到2022年，全國需完成歷史建筑100%測繪及系統錄入工作，并且明確鼓勵采用攝影測量、三維激光等新技術來完成。
古建筑實景三維建模與無人機技術的結合正在改變人們對歷史遺跡的認識和體驗。無人機技術的快速發展為古建筑實景三維建模提供了新的可能性
本文以典型4缸API 618標準的往復壓縮機組為例，簡單介紹下往復機的狀態監測應用配置方案。
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摘 要: 為了分析渦旋壓縮機運動機構的動力特性和運動規律，根據渦旋壓縮機的結構和工作原理，采用三維實體建模和虛擬樣機軟件對其運動機構進行了三維實體建模，通過渦旋壓縮機的運動仿真，獲得了準確的運動學參數曲線，保證了渦旋壓縮機設計的正確性和可靠性，提高了整體設計效率和精度。
關鍵詞: 渦旋壓縮機; 虛擬建模; 運動仿真
前言：虛擬樣機( Visual Prototype
