[发明专利]基于HLA的Adams仿真模型集成平台及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于HLA的Adams仿真模型集成平台及方法。

背景技术

复杂产品的生产过程往往涉及诸多领域，分布式协同仿真能够降低问题求解的复杂性，适用于多学科协同，是进行复杂产品性能仿真的有效途径之一。机械动力学和运动学特性通常是复杂产品性能仿真关注的重点，因此产品的多体动力学CAE模型往往是协同仿真中的重要成员和开发的焦点所在。ADAMS软件是世界上具有权威性的、使用范围很广的机械系统动力学仿真工具。

目前，国际上大多数支持分布式交互仿真的复杂系统框架，普遍是参照高层体系结构HLA来构建的，HLA已经成为分布式仿真领域被广泛认可的标准和规范。HLA标准给出了一系列参与仿真的成员必须遵守的规则和接口规范，要想使Adams模型能够加入HLA架构的分布式协同仿真，就必须对其进行集成，使其成为符合HLA标准的联邦成员。

然而，由于Adams软件的开放性不足，关于Adams模型HLA集成的研究还不是很多，主要的两类方法分别是：第一，基于ADAMS/SDK的模型封装；第二，基于仿真脚本Solver命令单步推进仿真并保存重载系统状态实现模型封装。第一种方法利用ADAMS/SDK函数库中包含的标准应用程序接口API进行二次开发，实现Adams模型封装。第二种方法采用Adams仿真脚本，通过控制Adams软件仿真引擎单步推进仿真，并在每一单步仿真结束后利用Save和Reload命令来保存和重载全部模型状态信息，来实现将Adams模型集成到分布式协同仿真中。

发明人发现，第一种方法的主要缺陷是：由于SDK模块不是Adams套装中的通用组件，因此不适用于一般用户和普通科研机构；第二种方法的主要缺陷是：由于会将模型全部当前状态以sav文件的形式保存在硬盘上，因此仿真过程需要频繁读写硬盘，使得交互过程效率很低，因此无法满足需要频繁数据交互的复杂产品协同仿真对仿真效率的需求。

发明内容

为了克服上述的缺陷，本发明提供一种有效提高精度和效率的基于HLA的Adams仿真模型集成平台。

为达到上述目的，一方面，本发明提供一种基于HLA的Adams仿真模型集成平台，所述平台包括依次连接的仿真模型单元、适配器单元和HLA系统，其中，

仿真模型单元，包括至少一个Adams仿真模型，每个Adams仿真模型为一个联邦成员；

适配器单元，设置在所述仿真模型单元和HLA系统之间，实现Adams仿真模型的HLA集成；所述适配器单元包括用户自定义模块、共享内存空间模块和主体模块，其中，

用户自定义模块，包括输入子模块VARSUB和输出子模块REQSUB；VARSUB用于向Adams仿真模型输入数据以及更改模型参数；REQSUB用于在步长点上输出数据；

共享内存空间模块，用于用户自定义模块和主体模块之间的数据交互；

主体模块，用于适配器单元与HLA系统之间的数据交互，所述数据交互包括配置HLA系统基本功能和使用回调函数；所述HLA系统基本功能至少包括联邦管理、声明管理、对象管理、所有权管理、时间管理和数据分发管理。

特别是，所述用户自定义模块由Fortran语言或C语言编写，将其编译为动态链接库.dll文件后被Adams软件仿真引擎在运行时调用。Adams软件仿真引擎是Adams动力学仿真软件所提供的仿真求解运行程序，可在后台调用。

特别是，共享内存空间模块使用内存映射文件技术来实现数据交互。

另一方面，本发明提供一种基于HLA的Adams仿真模型集成方法，所述集成方法包括下述步骤：

通过添加VARSUB变量修改Adams仿真模型，形成仿真模型在HLA系统交互中的输入；

通过添加REQSUB变量修改Adams仿真模型，形成仿真模型在HLA系统交互中的输出；

根据仿真需求修改用户自定义子程序；

编译用户自定义子程序生成动态链接库；

在Adams仿真模型中加载用户自定义子程序的动态链接库；

导出用于后台求解器调用的.adm模型文件；

生成驱动Adams求解器求解的仿真脚本.acf文件，修改仿真脚本文件设定各项仿真参数；

根据仿真需求修改fed文件；