3.9.4 系统动力学建模软件介绍
目前应用于系统动力学的建模软件主要有Dynamo、Stella、Ithink、Vensim、Powersim等。
1.Dynamo(win)图形建模软件
Dynamo(win)图形建模软件是由中国人民大学信息学院经济科学实验室研发制作的利用DYNAMO语言建模的工具。
DYNAMO语言是基于系统动力学原理开发的连续模拟语言,其基本思想是充分认识系统中的反馈和延迟,并按一定的规则建立流图式的结构模型,从而实现对复杂大系统的模拟。
在传统DYNAMO语言的基础上,图形Dynamo建模软件提供DYNAMO传统方程和系统动力学流图两种输入方式,实现模型的创建、编译、计算、修改,显示图形及数值结果等功能,可以根据用户的各种需要对模型进行处理,将模型、模型的编译结果、计算结果存储于数据库中,并可以按照用户的要求显示输出,为连续模拟语言的实际应用提供了全新的良好的建模环境和人机界面,对于各类模拟项目具有特别的意义。
2.Vensim Simulation Software
Vensim是由美国Ventana Systems,Inc.所开发,是最佳动态系统模型的图形接口软件。Vensim可提供一种简易而具有弹性的方式,以建立包括因果循环(cause loop)、存货(stock)与流程图等相关模型。
使用Vensim建立动态模型,我们只要用图形化的各式箭头、记号连接各式变量记号,并将各变量之间的关系以适当方式写入模型,各变量之间的因果关系便随之记录完成。而各变量、参数间之数量关系以方程式功能写入模型。透过建立模型的过程,我们可以了解变量间的因果关系与回路,并可透过程序中的特殊功能了解各变量的输入与输出间的关系,便于使用者了解模型架构,也便于模型建立者修改模型的内容。
3.Powersim
Powersim是挪威Modell Data AS公司的产品,包含16种共150多个财务、数学、统计、控制和图形等方面的函数。Powersim通过层次(Level)、流(Flow)、辅助(auxiliaries)和链接(Link)等系统动态符号(System Dynamic Notation)来构建系统,支持Windows平台的动态数据交换(Dynamic Data Exchange,DDE)和对象的链接和嵌入(Object Linking and Embedding,OLE),并包含有大量的示例,使初学者可以很快的掌握它。Powersim支持多用户的并发访问,它的数组处理能力和工作组支持能力使得它成为连续系统的强大仿真工具,但它对离散事件系统的支持却很有限。
4.Ithink
Ithink是High Performance Systems的产品,它包括基础版和专业版两种。和Powersim一样,Ithink采用原料(Stocks)、流(Flow)、转换器(Converter)和链接(Connector)等系统动态符号来建立模型,这些构件分别与Powersim的构件相对应。尽管在连续系统的建模上,Ithink不及Powersim,但却提供了更好的离散事件建模。Ithink添加了队列(Queue)、箱(Oven)和传送器(Conveyor)3种特殊的原料来建立离散事件系统。Ithink可以通过不同的输入进行模型的灵敏度分析,并提供时间序列和散布图形来观察仿真的输出。Ithink还拥有大量的预定义块和优秀的文档支持。
5.RecurDyn——新一代的系统级性能仿真软件
RecurDyn(Recursive Dynamic)是由韩国FunctionBay公司开发出的新一代多体系统动力学仿真软件。它采用相对坐标系运动方程理论和完全递归算法,非常适合于求解大规模的多体系统动力学问题。
传统的动力学分析软件对于机构中普遍存在的接触碰撞问题解决得远远不够完善,这其中包括过多的简化、求解效率低下、求解稳定性差等问题,难以满足工程应用的需要。基于此,韩国Function Bay公司充分利用最新的多体动力学理论,基于相对坐标系建模和递归求解,开发出RecurDyn软件。该软件具有令人震撼的求解速度与稳定性,成功地解决了机构接触碰撞中的上述问题,极大地拓展了多体动力学软件的应用范围。RecurDyn不但可以解决传统的运动学与动力学问题,同时是解决工程中机构接触碰撞问题的专家。