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20-sim是用于機電一體化系統(tǒng)的建模和仿真軟件包。它運行在帶有Windows操作系統(tǒng)（Vista， 7，8，8.1和10）的PC計算機上，需要450MB的磁盤空間。使用20-sim，您可以以圖形方式輸入模型，類似于繪制工程方案。使用這些模型，您可以模擬和分析多域動態(tài)系統(tǒng)的行為并創(chuàng)建控制系統(tǒng)。您甚至可以生成C代碼并在硬件上運行此代碼以進行原型設計和HIL仿真。
20-sim為您提供了可以讓您直觀的創(chuàng)建模型的功能。您可以使用方程式，框圖，物理框圖和鍵圖創(chuàng)建模型。各種功能可幫助您構建模型，模擬它們并分析它們的性能。
下圖顯示了20-sim與一個受控的六邊形物體的模型。該機構是用三維力學功能生成的，并與力學庫中的標準執(zhí)行器和傳感器模型連接。六邊形物體由PID控制器控制，該控制器在頻域中進行調整。構建和模擬這個模型所需的都在軟件包中。不需要外部軟件或編譯器。
編輯
20-sim軟件由兩個緊密的窗口組成。在編譯器和模擬運行中創(chuàng)建模型，結果顯示在模擬器中。啟動20-sim時，編輯器將打開。編輯器包括一個模型庫樹，您可以從中將元素拖放到繪圖畫布以構建模型。20-sim編輯器將根據(jù)顯示的型號顯示為圖形編輯器或文本編輯器。該庫包含用于構建鍵圖模型的元素，用于構建物理系統(tǒng)的組件和用于構建框圖模型的塊。全部庫元素都是開放的，可以由用戶更改。該庫包含以下元素：
鍵圖：用于構建鍵圖模型的元素
Iconic Diagrams：用于構建物理系統(tǒng)的組件
電氣：建筑電網(wǎng)的組件
機械：用于構建平移和旋轉機械結構的組件
液壓系統(tǒng)：用于構建液壓系統(tǒng)的組件
熱量：用于模擬熱傳遞的組件
框圖：用于構建框圖模塊型的塊：線性和非線性塊，源和匯，傳遞函數(shù)
示例：示例模型展示了庫模型的基本使用。
圖形模型
20-sim中的模型是面向層次的。頂部的模型稱為主模型。它由稱為子模型的圖形元素構成。子模型可以方便連接。根據(jù)子模型，連接可以是共享變量或物理連接，一個子模型本身可以由多個子模型構建，深入多層。在層次結構的底部，模型由方程組描述。這些模型稱為方程模型。
方程模型
方程模型可以稱為SIDOPS ++的語言指定。SIDOPS++與Maple，Matlab等數(shù)學軟件包很相似。
上圖顯示了方程模擬的示例。20-sim方程模型具有由關鍵字指示的基本布局。
參數(shù)：值的定義，在模擬期間不會更改
變量：在模擬期間發(fā)生變化的值的定義
方程式：實際方程式
方程式參數(shù)和變量之間的關系，用等號（=）表示。各種數(shù)學函數(shù)和運算符可用于方程。
建模工具
20-sim具有很多構建高等模型的功能：
控制器設計編輯器：此功能可以幫助用戶設計帶有線性設備，控制器和預過濾器的反饋系統(tǒng)?？梢允褂肂ode和Nyquist圖來研究開環(huán)和閉環(huán)響應
3D機械編輯器：3D機械系統(tǒng)難使用一維元素進行建模。因此，3D Mechanics Editor允許用戶通過拖放3D工作空間中的實體，關節(jié)和對象來定義機械系統(tǒng)。自動生成相應的一組微分方程。
向導：各種向導將幫助您創(chuàng)建運動曲線，定義凸輪，構建伺服電機等等。
模擬
模型準備就緒后，可以從編輯器打開模擬器。在引擎蓋下，模型會自動編譯以創(chuàng)建仿真代碼。不需要外部工具。在編譯階段，20-sim將檢查模型是否正確并改善方程。模擬器用于運行模擬和分析模型。在開始模擬運行之前，用戶需定義一些設置：
運行屬性：運行的開始時間和結束時間
積分方法：20-sim支持很多高等數(shù)值方法來運行模型?？梢赃x擇數(shù)值方法以及適當?shù)脑O置。這些設置包括例如maximum integration error和step size。
參數(shù)值：在模擬運行之前，可能需更改默認參數(shù)值
繪圖屬性：設置繪圖的數(shù)量和外觀，并且選擇要繪制的變量
在模擬圖旁邊，結果也可以在20-sim中顯示為3D動畫。提供了一個特殊的編輯器，其中任意變量都可以連接到3D對象的位置、方向、大小和顏色?？梢允褂脴藴?D對象，例如立方體和球體，但也可以從CAD包中導入對象。
分析
20-sim包具有兩個可用于分析模型的功能
時域：這允許通過更改參數(shù)值和使用多次模擬運行來進行模型分析。參數(shù)掃描和曲線擬合將有助于提高系統(tǒng)性能。敏感性分析，蒙特卡羅分析和變異分析將有助于檢查系統(tǒng)的穩(wěn)健性。
頻域：20-sim中的模型可以線性化，以在線性系統(tǒng)編輯器中顯示相應的線性系統(tǒng)。線性系統(tǒng)編輯器是用于設計和顯示線性系統(tǒng)的工具。編輯器支持連續(xù)時間和離散時間SISO系統(tǒng)。并可以通過Bode和Nyquist圖顯示系統(tǒng)響應。如果模型不能進行線性化，則可以使用傅立葉變換來顯示模型的頻率行為。
腳本
使用腳本，可以使用腳本功能自動在20-sim中運行任務。通過這些功能，可以自動打開和運行模型，可以更改參數(shù)，可以導出結果等等。
20-sim腳本功能可以在Matlab或GNU Octave中作為m文件運行。GNU Octave是一個開源環(huán)境，允許運行類似于Matlab的m文件。腳本功能可用于打開和模擬20-sim模型，將參數(shù)值導出20-sim模型，運行模擬，導出模擬圖等等。
代碼生成
在20-sim模型中，可以生成C代碼以用于外部系統(tǒng)，HIL模擬器等。模板允許使用前置和后置命令，文件鏈接，注釋等來自定義C代碼。內置允許您為各種目標生成代碼的模板：
20-sim 4C：軟件包20-sim 4C有助于在硬件上運行C代碼以控制機器和系統(tǒng)。20-sim 4C從20-sim導入模型（c-code）并在嵌入式arm板，PC 104系統(tǒng)等硬件上運行它們。
Matlab Simulink ：生成用于MATLAB Simulink的C代碼還包括一個帶有輸入和輸出終端的子模塊。20-sim使用MEX編譯器將此代碼直接編譯為S-Function。這些S-Function也可以在Real Time Workshop中使用，以便為平臺生成代碼，例如xPC目標。
C代碼：20-sim可以生成獨立的C代碼，用于C和C++程序。生成的C代碼提供了幾個固定步長的仿真算法，使其能夠實時運行。默認支持Euler和Runge-Kutta方法。
