[发明专利]用于生成技术结构的数字代表的计算机辅助方法和装置以及相应的计算机程序产品

权利要求书

1.一种用于生成预定的技术结构的数字代表(17)的计算机辅助方法(1)，所述技术结构尤其是电动机，其中，

-基于所述技术结构的预定的组件(2，18，19，20，21，22)的数字三维几何数据，提供所述组件(2，18，19，20，21，22)的按域特定的模型，

-根据所述按域特定的模型来执行模型降阶，其中，

-将所述按域特定的模型转换为模态坐标，

-利用所述模态坐标，借助于相应的模态分析来确定所述组件(2，18，19，20，21，22)的频谱表现，以及

-基于所述频谱表现，为所述组件(2，18，19，20，21，22)生成作为降阶的频谱模型的状态空间表示，以及

-为了整体模拟所述技术结构，所述组件(2，18，19，20，21，22)的所述频谱模型彼此耦接以形成用于所述技术结构的模拟的所述数字代表(17)，所述数字代表跨域地描述了所述技术结构的表现。

2.根据权利要求1所述的方法(1)，其特征在于，提供了用于生成作为所述预定的技术结构的数字模型或数字孪生的数字代表的方法，所述技术结构尤其是电动机。

3.根据权利要求1或2所述的方法(1)，其特征在于，所述预定的技术结构是电动机，并且在电动机的实例中，所述组件(2，18，19，20，21，22)能够是所述电动机的壳体、转子、定子、冷却设备和/或有源电元件。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(1)，其特征在于，所述按域特定的模型分别建模或描述物理技术域中各个相应的所述组件的特性或表现。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(1)，其特征在于，所述按域特定的模型涉及力学、电学、电动力学、热学和/或热力学，其中，所述按域特定的模型与完整模型相比具有明显较低的复杂度，从而能够利用相应较小的开销来生成和处理所述按域特定的模型。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法(1)，其特征在于，在对所述组件(2，18，19，20，21，22)的相应的模态分析中，分别确定模态解耦的质量矩阵M和刚度矩阵K，所述质量矩阵和刚度矩阵依据用于相应的所述组件(2，18，19，20，21，22)的运动方程通过状态空间表示设置成，针对一个自由度得出以下形式：

y＝[φ 0]·q，

其中设有：与时间相关的状态向量与时间相关的位置向量s，特征值的对角矩阵单位矩阵I，阻尼矩阵D，特征形式矩阵φ，与时间相关的输入向量u，以及与时间相关的输出向量y。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法(1)，其特征在于，仅针对预定的较低的频率范围、尤其在0Hz与2kHz之间的频率范围，和/或仅针对能量最高的模式的预定的数量，执行相应的所述模态分析。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法(1)，其特征在于，针对所述模型降阶，在所述模态分析之后，仅针对离散的观察点(27)、尤其是最多1000个观察点(27)的预定的选择，执行从所述按域特定的模型的原始坐标到所述模态坐标的转换和/或从所述模态坐标到其他坐标、尤其是原始坐标的反向转换，在所述观察点处在所述模拟期间整体确定所述结构的外部影响。

9.根据权利要求8所述的方法(1)，其特征在于，根据相应的所述组件(2，18，19，20，21，22)的预定的类别，自动地确定所述组件(2，18，19，20，21，22)的三维几何数据中的观察点。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法(1)，其特征在于，在生成所述技术结构的所述数字代表(17)时，将理想化的耦接机构用于将所述组件(2，18，19，20，21，22)的至少一些频谱模型彼此连接和/或与其他预定的元件连接。