抽油井動態(tài)參數(shù)計算機仿真與系統(tǒng)優(yōu)化

第一章概述

第一節(jié)有桿抽油技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

一、有桿抽油技術(shù)裝備的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

二、有桿抽油系統(tǒng)設(shè)計分析方法的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

第二節(jié)計算機仿真技術(shù)基本概念及有桿抽油系統(tǒng)描述

一、計算機仿真技術(shù)基本概念

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《抽油井動態(tài)參數(shù)計算機仿真與系統(tǒng)優(yōu)化》建立了單元模塊仿真方法，解決了高度藕合的混合模型的仿真算法問題；完善了地面驅(qū)動傳動系統(tǒng)各節(jié)點功率、單元平均運行效率的計算方法；建立了多相流條件下抽油機井排量系數(shù)與有效功率的計算方法，發(fā)展了抽油機井系統(tǒng)效率的計算理論；建立了基于系統(tǒng)動態(tài)仿真的機桿泵系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法；開發(fā)了Windows操作環(huán)境下的“抽油機井動態(tài)參數(shù)計算機仿真與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計軟件”。本書適應(yīng)于采油工程技術(shù)人員閱讀。

第1章 緒論 1

1.1 機電系統(tǒng) 1

1.1.1 機電系統(tǒng)的組成 1

1.1.2 機電系統(tǒng)的發(fā)展 2

1.1.3 機電系統(tǒng)的現(xiàn)代設(shè)計方法 3

1.2 仿真技術(shù)及其在機電系統(tǒng)中的應(yīng)用 4

1.2.1 仿真的分類 4

1.2.2 計算機仿真的發(fā)展現(xiàn)狀 6

1.2.3 計算機仿真在機電系統(tǒng)中的應(yīng)用 7

1.2.4 計算機仿真的發(fā)展趨勢 10

1.3 聯(lián)合仿真技術(shù) 11

1.3.1 聯(lián)合仿真技術(shù)的產(chǎn)生及其內(nèi)涵 11

1.3.2 聯(lián)合仿真的主要方式 12

第2章 常用分析軟件介紹 15

2.1 MATLAB軟件介紹 15

2.1.1 MATLAB的發(fā)展歷程和影響 15

2.1.2 MATLAB/Simulink功能簡介 16

2.1.3 MATLAB功能特點 17

2.1.4 Simulink簡介及特點 18

2.2 ADAMS軟件介紹 20

2.2.1 ADAMS軟件簡介 20

2.2.2 ADAMS軟件的組成 21

2.3 RecurDyn軟件介紹 23

2.3.1 RecurDyn軟件簡介 23

2.3.2 RecurDyn的產(chǎn)品模塊 24

2.3.3 RecurDyn軟件的特點 28

2.4 ANSYS軟件介紹 28

2.4.1 ANSYS軟件簡介 28

2.4.2 基本分析步驟 30

2.5 AMESim軟件介紹 31

2.5.1 AMESim軟件簡介 31

2.5.2 AMESim的特點 33

第3章 基于ADAMS與ANSYS的剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)仿真 35

3.1 剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)介紹 35

3.1.1 ADAMS柔性分析模塊介紹 36

3.1.2 基本原理 36

3.2 ANSYS/ADAMS聯(lián)合仿真基本步驟 38

3.3 機器人柔性臂分析實例 39

3.3.1 問題定義 39

3.3.2 建立有限元模型 40

3.3.3 ANSYS/ADAMS接口文件生成 42

3.3.4 在ADAMS中讀入模態(tài)中性文件 43

3.3.5 在ADAMS中建立Flex體模型 44

3.3.6 后處理結(jié)果輸出 45

3.3.7 簡單誤差分析 46

第4章 ANSYS與RecurDyn聯(lián)合仿真 47

4.1 ANSYS與RecurDyn聯(lián)合仿真介紹 47

4.2 齒輪離心力補正問題 48

4.3 ANSYS與RecurDyn聯(lián)合仿真方法 48

4.3.1 ANSYS有限元建模 48

4.3.2 RecurDyn 動力學(xué)建模 55

4.3.3 ANSYS離心力校正 61

4.3.4 RecurDyn離心力校正求解 63

4.3.5 仿真結(jié)果分析 65

第5章 ADAMS與MATLAB聯(lián)合仿真 71

5.1 機械與控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真介紹 71

5.2 ADAMS/Controls模塊 72

5.2.1 ADAMS/Controls介紹 72

5.2.2 使用ADAMS/Controls基本步驟 73

5.3 單級倒立擺的控制問題 74

5.4 倒立擺控制問題的聯(lián)合仿真方法 77

5.4.1 建立ADAMS動力學(xué)模型 77

5.4.2 定義輸入變量 78

5.4.3 導(dǎo)出ADAMS模型 81

5.4.4 在MATLAB/Simulink中導(dǎo)入ADAMS模型 82

5.4.5 聯(lián)合仿真分析 85

第6章 RecurDyn與MATLAB聯(lián)合仿真 88

6.1 RecurDyn與MATLAB接口介紹 88

6.2 RecurDyn與MATLAB聯(lián)合仿真的主要步驟 88

6.3 汽車巡航控制系統(tǒng)的聯(lián)合仿真 89

6.3.1 汽車巡航控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程 89

6.3.2 汽車巡航控制系統(tǒng)的原理 90

6.3.3 汽車縱向動力學(xué)模型 91

6.3.4 控制系統(tǒng)模型 92

6.3.5 在RecurDyn中搭建車輛動力學(xué)模型 94

6.3.6 定義輸入/輸出接口 101

6.3.7 導(dǎo)出ReurDyn模型 104

6.3.8 連接RecurDyn與MATLAB 104

6.3.9 運行聯(lián)合仿真 106

第7章 ADAMS與AMESim聯(lián)合仿真 111

7.1 ADAMS與AMESim接口 111

7.1.1 接口介紹 111

7.1.2 接口準(zhǔn)備 111

7.1.3 需要注意的問題 112

7.2 用AMESim作為仿真主界面進行仿真 114

7.2.1 問題定義 114

7.2.2 ADAMS建模及模型確認 114

7.2.3 定義模型的輸入/輸出 116

7.2.4 導(dǎo)出模型 119

7.2.5 創(chuàng)建AMESim模型 121

7.2.6 導(dǎo)入ADAMS模型 121

7.2.7 聯(lián)合仿真模型參數(shù)設(shè)置 124

7.2.8 運行仿真 126

7.3 用ADAMS作為仿真主界面進行仿真 128

7.3.1 軟件設(shè)置 129

7.3.2 模型準(zhǔn)備 129

7.3.3 建立ADAMS模型 131

7.3.4 定義輸入/輸出狀態(tài)變量 132

7.3.5 創(chuàng)建GSE 133

7.3.6 運行聯(lián)合仿真 134

第8章 AMESim與MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真 137

8.1 介紹及主要步驟 137

8.1.1 聯(lián)合仿真的主要步驟 137

8.1.2 軟件環(huán)境設(shè)置 139

8.2 飛行控制系統(tǒng)的聯(lián)合仿真 140

8.2.1 創(chuàng)建AMESim模型 140

8.2.2 創(chuàng)建接口模塊 141

8.2.3 模型編譯 143

8.2.4 將模型導(dǎo)入Simulink中 144

8.2.5 求解器設(shè)置 145

8.2.6 聯(lián)合仿真分析 146

8.3 共仿真與標(biāo)準(zhǔn)接口的區(qū)別 147

8.4 車輛半主動懸架的聯(lián)合仿真 148

8.4.1 半主動懸架介紹 148

8.4.2 創(chuàng)建AMESim模型 149

8.4.3 創(chuàng)建控制系統(tǒng)模型 151

8.4.4 運行聯(lián)合仿真 153

8.5 多個接口模塊的使用 155

8.6 將MATLAB中的線性系統(tǒng)導(dǎo)入AMESim 157

8.6.1 接口介紹 157

8.6.2 實例應(yīng)用 158

第9章 iSIGHT與MATLAB的集成優(yōu)化 163

9.1 iSIGHT軟件 163

9.1.1 軟件簡介 163

9.1.2 iSIGHT軟件的優(yōu)點 164

9.1.3 集成優(yōu)化的主要步驟 165

9.2 iSIGHT集成MATLAB實例 166

9.2.1 問題定義 166

9.2.2 定義變量 166

9.2.3 集成MATLAB任務(wù) 167

9.2.4 設(shè)置約束條件和目標(biāo)函數(shù) 169

9.2.5 運行優(yōu)化計算 170

9.3 集成Simulink模型優(yōu)化 172

9.3.1 問題定義 172

9.3.2 定義變量 174

9.3.3 集成MATLAB腳本文件 174

9.3.4 設(shè)置設(shè)計變量和目標(biāo)函數(shù) 176

第10章 iSIGHT與RecurDyn的集成優(yōu)化 178

10.1 集成流程 178

10.2 iSIGHT集成RecurDyn實例 179

10.2.1 問題定義 179

10.2.2 設(shè)計變量的參數(shù)化 179

10.2.3 集成方法 185

10.2.4 讀取目標(biāo)函數(shù) 189

10.2.5 優(yōu)化算法選擇及結(jié)果監(jiān)控 190

第11章 iSIGHT與Fluent的集成優(yōu)化 193

11.1 Fluent軟件 193

11.1.1 Fluent軟件簡介 193

11.1.2 Fluent軟件的起源與發(fā)展 193

11.1.3 Fluent軟件的特點 194

11.1.4 Fluent軟件組成和功能 195

11.2 Fluent與iSIGHT集成概述 196

11.3 葉片的優(yōu)化問題 197

11.3.1 葉片模型 197

11.3.2 參數(shù)的確定 198

11.3.3 目標(biāo)函數(shù)的建立 200

11.3.4 邊界條件的建立 200

11.3.5 優(yōu)化集成 200

11.3.6 優(yōu)化方案 212

11.3.7 優(yōu)化結(jié)果 216

第12章 基于SimManger的協(xié)同仿真初探 219

12.1 SimManger軟件 219

12.1.1 軟件簡介 219

12.1.2 功能和特點 219

12.1.3 系統(tǒng)組件 220

12.2 軟件安裝 221

12.3 Portal開發(fā) 224

12.3.1 Schema數(shù)據(jù)類的建立 225

12.3.2 編寫AE邏輯 227

12.3.3 樹文件編寫 237

12.4 Portal的部署與應(yīng)用 238

12.4.1 配置數(shù)據(jù)庫 239

12.4.2 配置文件倉庫的路徑 240

12.4.3 配置Portal實例 241

12.4.4 創(chuàng)建Portal數(shù)據(jù)庫 243

12.4.5 運行注冊文件 243

12.4.6 加載初始數(shù)據(jù) 244

12.4.7 Portal基本屬性配置 245

12.4.8 啟動網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)器 246

附錄A 247

附錄B 249

參考文獻 2512100433B

《計算機仿真技術(shù)與CAD:基于MATLAB的控制系統(tǒng)（第2版）》為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。全書全面論述控制系統(tǒng)計算機仿真的基本概念和原理，系統(tǒng)介紹了當(dāng)前國際控制界最為流行的面向工程與科學(xué)計算的高級語言MATLAB及其動態(tài)仿真集成環(huán)境Sirraalink，并以最新版MATLAB為平臺，詳細闡述控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及其轉(zhuǎn)換、連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的仿真方法、控制系統(tǒng)的計算機輔助分析與設(shè)計；最后特別介紹基于圖形界面的MA"n．,AB工具箱的線性和非線性控制系統(tǒng)設(shè)計方法。《計算機仿真技術(shù)與CAD:基于MATLAB的控制系統(tǒng)（第2版）》取材先進實用，講解深入淺出，各章均有大量的例題，并提供了相應(yīng)的仿真程序，便于讀者掌握和鞏固所學(xué)知識。

本書重點介紹何利用MATLAB進行機電系統(tǒng)動態(tài)仿真。系統(tǒng)介紹了MATLAB6.X及Simulink軟件包中與機電系統(tǒng)仿真有關(guān)的必要知識，以及機電液系統(tǒng)建模、動態(tài)特性分析、控制系統(tǒng)設(shè)計、計算機仿真技術(shù)等相關(guān)理論、方法及MATLAB應(yīng)用，書中的例子、習(xí)題涉及到控制原理，機構(gòu)學(xué)、機械振動、液壓傳動、伺服系統(tǒng)等諸多機類專業(yè)的課程，希望能為讀者應(yīng)用MATLAB進行機電系統(tǒng)分析提供借鑒。

本書可作為理工科院校機類專業(yè)本科生學(xué)習(xí)計算機仿真的教材或參考書，也可供相關(guān)專業(yè)的研究生或科研人員使用。