AMESim与MATLAB_Simulink联合仿真接口配置.docx

AMESim—MATLAB（64位）联合仿真设置详细步骤
说明：现以AMESimR12、MATLAB2014b为例说明，其他版本类似。 
1、版本要求 

2、辅助软件VS2013 
若要使用 AMESim 与 Simulink 的接口，则需要在本机安装编译器，高版本软件需要高版本的编译器，这里以VS2013为例设置。一般推荐先安装VS编译器，然后安装 Matlab，最后安装 AMESim的顺序。 
若后安装VS编译器，将VS编译器安装目录下如 D:\ Microsoft Visual Studio 12.0 \VC\bin 目录中的nmake.exe 文件和vcvars32.bat 以及D:\Microsoft Visual Studio 12.0\VC\bin\amd64下的vcvars64.bat（64位版本的MATLAB）文 件 拷 贝 至 AMESim 安 装 目 录 ， 如D:\AMESim\v1200下。  
3、环境变量设置 
定义Windows 系统环境变量： 
1)选择“控制面板－系统”或者在“我的电脑”图标上点右键，选择“属性”；  
2)在弹出的“系统属性”窗口中选择“高级”页，选择“环境变量”； 
3)用户变量中添加
HOME      D:\ 
MATLAB    D:\MATLAB\R2014b
Path   D:\ Microsoft Visual Studio 12.0\Common7\Tools; D:\ Microsoft Visual Studio 12.0\VC\bin; D:\Program Files\MATLAB\R2014b\bin; D:\Program Files\MATLAB\R2014b\bin\win64

4) 在系统变量中添加 
在Path 环境变量中加入（以分号与其它已经存在的变量值隔开）路 径 ： 
Matlab_Root（如 D:\Matlab\R2010a)\bin 和Matlab_Root( 
如D:\Matlab\R2010a)\bin\win32  以 及%windir%\System32，其中%windir%指的是 Windows 的安装路径，如 C:\WINNT  
Path D:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0; D:\AMESim\v1000; D:\AMESim\v1000\win64;D:\AMESim\v1000\sys\mingw32\bin;D:\AMESim\v1000\sys\mpich\mpd\bin;D:\AMESim\v1000\sys\cgns;%SystemRoot%\system32;%SystemRoot%;%SystemRoot%\System32\Wbem;
D: \MATLAB\R2014b\bin\win64;C:\WINDOWS\system32;C:\WINNT （该处很重要一定要添加，而且一定要包含C:\WINDOWS\system32，不然会有引起很多错误） 

4、AMESim与MATLAB设置 
启动AMESim并确认 AMESim 使用的是 MS C++编译器。 从AMESim 菜单下选择 Tools->Options->AMESim Preferences，按下图界面设置 AMESim 编译器为 C++编译器，
On the Compilation tab, make sure Subplatform type is set to
●win64, Microsoft Visual C++, if using 64 bits version of Matlab.
●Standard compiler, Microsoft Visual C++, if using 32 bits version of Matlab.

在第一次使用 AMESim 和 Simulink 接口时，请在 Matlab命令行窗口输入以下命令以确认其所使用的编译器： mex –setup（注意，mex 后面加一空格）。

在Matlab_set path 界面，加入如下路径（%AME%指 AMESim的安装路径，如 D:\AMESim\v1200）：pathtool命令

5、启动联合仿真 
此时，只要环境变量与以上设置均输写正确，无错误、多余空格，不需要补丁即可启动联合仿真。  
采用AMESim 里提供的 simulink 联合仿真 demo 检验一下（下图所示）。 

    Enjoy it！

*安装注意事项
1、 Vc++ 建议安装企业版（完全版），不要下载简化版或绿色版，安装时最好是装英文的。
2、Matlab 的安装目录和amesim 的安装目录都不能在中文路径下，而且文件夹的名称不能有空格。如不能是 C:\Program Files （有空格）
3、 联合仿真设置成功的标志: 可以运行amesim- 〉HELP- 〉GET AMESIM DEMO-〉interface- 〉amesimsimulink 下的范例
*仿真时应注意以下事项
1、S-function模块中的参数设置。
S函数名称必须设定为AMESim模型名称加“_ ”形式, 以实现AMESim模型与S 函数的结合。S 函数中的参数是为了规定AMESim模型仿真结果格式而进行设置的。在仿真界面中前两个参数必须进行设置: 第一个参数用于规定是否生成AMESim模型仿真结果文件, “1”代表生成该文件, 其它值代表不生成该文件; 第二个参数用于规定仿真结果文件的采集时间间隔, “0”或负值代表该间隔与Simulink仿真结果文件相同, 若设定值为“″0101”即代表该间隔为″0101 s。
2、选用何种仿真接口的问题
模型中传递的变量数据进行分离。在AMEsim中提供了两种与接口的接口界面：标准界面(Simulink)、联合仿真界面(SimuCosim)。两种接口界面的区别在于采用标准接口界面仿真时,采用中Simulink选定的求解器, 而采用联合仿真界面仿真时, 二者则各自采用各自的求解器；采用标准接口界面仿真时, 模型在中被看作是时间连续模块，而采用联合仿真界面仿真时其被当作时间的离散模块处理, 这使得其与在simulink中建立的模型的控制器十分匹配。所以建议大家选用联合仿真接口(SimuCosim)
3、AMEsim模型和simulink的程序应该放在同一工作目录下。
4、在AMEsim下建模（sketch mode）—编译（parameter mode）—仿真（simulation mode）——然后进入simulink—进行控制器设计—点击”star a simulation”。（注意，不要在AMEsim下点击 。
5、仿真时AMEsim模型不能关闭, 因为当关闭模型, 生成的函数将会自动压缩为一个文件, 将不能辨识调用。
法国Imagine公司开发的AMESim是当今领先的流体、传动系统和液压、机械系统建模、仿真以及动力学分析软件，它为用户提供了一个系统工程设计的完整平台，可以建立复杂的多学科领域系统的数学模型，并在此基础上进行仿真计算和深入的分析。该软件具有如下主要特点：a、拥有丰富的模型库；b、采用C或者Fortran编程，元件代码底层开放，用户可自行开发或者构建符合个人需要的元件；c、拥有与Matlab/Simulink、Adams等软件的接口，便于在应用中发挥各自优势。
Simulink系统是Mathtools公司产品Matlab的一个重要分支，是一个进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。可处理包括线性、非线性系统；离散、连续以及混合系统；单任务、多任务离散事件系统等。但Simulink本身没有专门针对流体仿真的工具箱，用户使用时要自己建立模型，如果入到较复杂的液压系统，使用Simulink还需要对系统的数学模型有较深刻的理解。
然而，不存在一种仿真软件平台能够提供工程设计所需要的所有功能。AMESim作为多学科领域系统仿真设计的平台提供了丰富的与其它软件的接口。基于Matlab平台的Simulink是动态系统仿真领域中著名的仿真集成环境，它在众多领域得到了广泛应用。Simulink借助Matlab的计算功能，可方便地建立各种模型、改变仿真参数，能很有效地解决仿真技术中的问题。
AMESim-Simulink联合仿真平台分别对液压伺服系统中的机械液压部分和控制部分进行建模，充分利用两套软件分别在液压系统建模仿真和数据处理能力方面的优势对系统进行仿真分析。
AMESim与Simulink联合仿真既能发挥AMESim突出的流体机械的仿真效能，又能借助Simulink强大的数值处理能力，取长补短，取得更加完美的互补效果。
联合仿真的特点是：
（1） 采用AMESim与Simulink分别对液压伺服系统中的机械液压部分
和控制部分进行建模，充分利用两套软件分别在液压系统建模仿真与数据处理能力方面的优势对系统进行仿真分析
（2） 建模、仿真过程可以继续保持AMESim与Simulink在各自模型中
的使用功能，可正常使用各自的系统分析功能
（3） 提供了标准与联合仿真两种工作界面，可以使用户自行确定
AMESim与Simulink两部分模型的仿真算法类型，从而可以由用户确定仿真计算的速度与精确程度
（4） 操作过程具有简洁性，使操作者工作量大大降低，并能取得好的
仿真效果
联合仿真应用举例
以一种电液位置伺服系统为例进行AMESim与Simulink联合仿真，设定系统参数为：
活塞缸质量1000kg，三位四通伺服阀各通路流量1L/min，压降0.1MPa，阻尼比0.8，阀芯固有频率50Hz，额定电流200mA；泵流量35L/r，转速1000r/min；位移传感器增益10；发动机转速1500 r/min；系统输入为一阶信号。
AMESim与Simulink联合仿真原理图如图1所示。其中模式操作工具栏与MATLAB_Simulink控制器分别如图2和图3所示。
AMESim子模型区域
MATLAB控制器
模式操作工具栏

图 1 AMESim/Simulink联合仿真原理图

运行模式
参数模式
草图模式
子模型模式

草图模式

图 2 模式操作工具栏简介
其中，模式操作工具依我们当前工作的模式而改变，每一模式可用的特征也各不相同。在草图模式，我们可以使用子模型区域中的元件搭建系统草图；在子模型模式，我们可以给每个元件匹配子模型；在参数模式下，我们可以设置子模型参数；在运行模式下，可以设置子模型参数。

图 3 MATLAB控制器
如图3所示，系统是一个闭环系统，其有负反馈增益4。此时没有加任何控制策略，系统的单位响应曲线如图4所示。
没有加控制策略
图4 系统单位响应曲线
当加一PID控制时，其单位阶跃响应曲线如图5所示，其中MATLAB控制器如图6所示。
PID控制：
Kp=4
Ki=0.1
Kd=0
图5 PID控制时系统单位阶跃响应曲线

图6 加PID时MATLAB控制器