[發明專利]一種集中參數模型多物理場耦合仿真方法

有效

• 申請號: 202110303543.0
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN112949240B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 梁文毅;高秋
• 申請（專利權）人: 梁文毅
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367;G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 溫州青科專利代理事務所(特殊普通合伙) 33390
• 代理人: 錢磊

1.一種集中參數模型多物理場耦合仿真方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、設定電路子系統此時的仿真時刻為t₀，機械子系統的仿真時刻為T₀，在此步驟中，電路模型中的時序函數根據仿真時刻更新函數值；

S2、根據當前時刻的Jacobian方程、右端項和信號激勵，基于節點電壓法，求解電路非線性方程；

S3、根據電路非線性方程的非線性迭代次數是否溢出來決定當前步長是否需要重置，若迭代次數溢出，則進入步驟S5，否則進入步驟S4；

S4、當非線性迭代收斂時，根據求解得到的解向量以及解向量相關參數，計算下一步電路仿真步長Δt；

S5、當電路非線性模型求解迭代次數溢出時，則減小當前步長，重置仿真時刻為t_new，進入步驟S1，重新進行迭代運算；

S6、在此步驟中，機械模型中的時序函數根據仿真時刻更新函數值；

S7、根據當前時刻的Jacobian方程、右端項和信號激勵，基于節點電壓法，求解機械運動非線性方程；

S8、根據機械運動非線性方程的非線性迭代次數是否溢出來決定當前步長是否需要重置，若迭代次數溢出，則進入步驟S10，否則進入步驟S9；

S9、當非線性迭代收斂時，根據求解得到的解向量以及解向量相關參數，計算下一步機械運動仿真步長ΔT；

S10、當機械運動非線性模型求解迭代次數溢出時，則減小當前步長，重置仿真時刻為T_new，進入步驟S6，重新進行迭代運算；

S11、根據電路模型和機械模型的步長、仿真時刻，判斷下一個時刻求解時，機械模型是否進行參與迭代計算；當機械模型參與迭代時，即更新仿真時刻T，則進入步驟S13，否則進入步驟S12；

S12、此時機械模型不參與求解，維持T₀時刻狀態不變，仿真器僅僅求解當前時刻的電路模型，即仿真時間僅僅更新t＝t₀+Δt；

S13、當變步長算法判定需要更新機械模型的仿真時間T時，同時設定電路和機械模型的仿真時刻為T，并分別對電路和機械運動方程進行非線性迭代計算。

2.根據權利要求1所述的一種集中參數模型多物理場耦合仿真方法，其特征在于：所述步驟S2中采用牛頓-拉斐遜算法求解電路非線性方程。

3.根據權利要求1所述的一種集中參數模型多物理場耦合仿真方法，其特征在于：所述步驟S7中采用牛頓-拉斐遜算法求解機械運動非線性方程。

4.根據權利要求1所述的一種集中參數模型多物理場耦合仿真方法，其特征在于：所述步驟S1-S5為電路模型建模與求解過程，所述步驟S6-S10為機械模型建模與求解過程，當機械模型參與步驟S6-S10的仿真求解運算時，電路模型也同時參與步驟S1-S5的仿真求解運算，在當前時刻，電路模型與機械模型在求解前后相互傳遞求解結果，此時，若非線性迭代不收斂，同時重置電路模型與機械模型的仿真時刻，并對電路模型和機械模型重新進行迭代運算；

當機械模型迭代收斂后，根據其解向量和迭代收斂信息，計算下一個步長ΔT。

5.根據權利要求4所述的一種集中參數模型多物理場耦合仿真方法，其特征在于：所述的機械模型的變步長參數與電路模型的變步長參數不一致。