[发明专利]一种基于服务的机械与控制系统联合仿真实现的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种基于服务的机械与控制系统联合仿真实现的方法，即一种基于服务的ADAMS与MATLAB的联合仿真实现的方法，属于计算机分布式仿真技术领域。

(二)背景技术

随着计算机软硬件技术以及仿真自身技术的发展，人们开发了大量成熟的商用仿真软件如ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems机械多体动力学仿真软件)和MathWork公司的MATLAB/Simulink，有力的推动了仿真技术在复杂产品设计中的应用。为了将仿真全面应用于复杂产品设计，我们需要在设计过程中全面考虑产品行为要求，充分利用仿真建模、控制及校验工具，使机械、控制、电子等多个不同领域的仿真工具协同运行，对完整系统模型进行并行分析，尽可能获取产品优化设计。

面向复杂产品设计的分布式协同仿真，是位于不同地方的设计人员为某仿真任务相互协同建模仿真，它有“分布性”和“协同性”两个主要特征。分布性主要体现在设计人员地理位置的分布性，而协同性则主要体现在不同设计人员为一个总的建模仿真任务而协同工作。当利用不同学科领域商用仿真软件如ADAMS与MATLAB，采用基于接口的方法完成多领域建模后，可以实现协同仿真运行。但目前，通常只能提供集中式的协同仿真运行功能：所有模型和相应的仿真软件都必须位于单台计算机上。很显然，这种协同仿真运行的方法必然具有基于接口的多领域建模方法的诸多缺点，它不具标准性、开放性，且扩充困难。

解决这个问题的方法主要有：高层体系结构HLA。它是一种先进的仿真体系结构，具有标准性、开放性、可扩充性和支持分布式仿真等诸多优点，使各领域仿真应用软件只需开发同HLA的接口，即可较好的实现多领域建模。然而，HLA也只支持局域网内对仿真软件各联邦成员的管理协同调用，随着仿真技术的进一步发展和复杂产品设计的需要，基于广域网的分布式协同仿真，仍是一个亟待解决的问题。

(三)发明内容

(1)目的：本发明的目的在于提供一种基于服务的机械与控制系统联合仿真实现的方法，即ADAMS与MATLAB的联合仿真实现的方法，它克服了现有技术的不足，在广域网中构建ADAMS与MATLAB仿真应用程序服务平台，使二者以松耦合的方式集成，实现在广域网下的多领域分布式协同并行仿真。

(2)技术方案：一种基于服务的机械与控制系统联合仿真实现的方法，即ADAMS与MATLAB的联合仿真实现的方法，该方法具体步骤如下：

步骤一：编写ADAMS通用接口模块并封装为Web服务的步骤，即：首先确定ADAMS与MATLAB联合仿真输入输出调用关系，改变单结点下ADAMS与MATLAB联合仿真方式，根据ADAMS软件自带的FORTRAN语言编写的用户子程序模版，创建能够自动读入输入文档值，启动ADAMS/Solver对模型进行仿真运算，并能自动将输出值写入输出文档的ADAMS通用接口模块，然后根据Web服务的创建方法，在NET或者J2EE环境下用C#或JAVA编写能够调用可执行程序文件的Web服务，生成相应的WSDL接口描述文档；

步骤二：编写MATLAB通用接口模块并进行Web服务封装的步骤，即：首先，将ADAMS输出文档作为MATLAB的模型输入，将ADAMS输入文档作为MATLAB的模型输出。编写相应m文件模块，读入ADAMS的输出，启动Simulink控制仿真模块，并将结果输入ADAMS的输入文档，然后利用MATLAB引擎技术调用此m文件，在VC环境下生成能够启动Simulink控制仿真模块的可执行文件，建立MATLAB接口调用模块，并创建可调用MATLAB控制仿真的Web服务，生成WSDL服务描述文档。在此基础上手动修改、扩充ADAMS与MATLAB接口的描述文档，以形成完备通用的Web服务访问接口描述；

步骤三：注册并发布Web服务，实现广域网的应用程序联合调用的步骤，即：在现有的Web服务平台下，以UDDI标准规范将ADAMS与MATLAB的Web服务描述文档注册到服务器平台，发布共享接口服务信息，提供Web服务的查询及调用。然后在Web页面添加Web服务引用，编写ADAMS与MATLAB的Web服务循环调用模块，使用户能在广域网中搜索查询到该Web服务，并经选择在Web页面远程自动化循环调用ADAMS与MATLAB联合仿真，对模型进行并行分析；

(3)优点及功效：