JP2002108949A - ボンドグラフ解析システム - Google Patents
ボンドグラフ解析システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、機械，流体，電気等の物理的現象
をボンドグラフで表現して解析する際に、解析者は一旦
紙にボンドグラフ作成し、当該ボンドグラフを見ながら
解析に必要な情報を解析用入力ファイルに構築させるよ
うにしているために、作業ロスや入力作成ミスを生じさ
せており、このような欠点を可及的に阻止するボンドグ
ラフ解析システムを提供することを目的とする。 【解決手段】本発明のボンドグラフ解析システムは、ボ
ンドグラフを作成するボンドグラフ作成手段１０と、各
素子が持つ接続因果関係を確認する接続因果関係確認手
段２０と、解析条件と接続因果関係を満足するボンドグ
ラフを基に解析計算式を作成し計算して計算結果を出力
する解析手段３０で構成し、ボンドグラフ作成から解
析，解析結果の出力まで一連の処理を可能にしたことを
特徴とする。
をボンドグラフで表現して解析する際に、解析者は一旦
紙にボンドグラフ作成し、当該ボンドグラフを見ながら
解析に必要な情報を解析用入力ファイルに構築させるよ
うにしているために、作業ロスや入力作成ミスを生じさ
せており、このような欠点を可及的に阻止するボンドグ
ラフ解析システムを提供することを目的とする。 【解決手段】本発明のボンドグラフ解析システムは、ボ
ンドグラフを作成するボンドグラフ作成手段１０と、各
素子が持つ接続因果関係を確認する接続因果関係確認手
段２０と、解析条件と接続因果関係を満足するボンドグ
ラフを基に解析計算式を作成し計算して計算結果を出力
する解析手段３０で構成し、ボンドグラフ作成から解
析，解析結果の出力まで一連の処理を可能にしたことを
特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械，流体，電気
等の物理的現象をボンドグラフで表現して解析するボン
ドグラフ解析システムに関するものである。
等の物理的現象をボンドグラフで表現して解析するボン
ドグラフ解析システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来ボンドグラフ法を用いた解析は、図
１３のような解析システムＡを利用して行われていた。
すなわち、解析者は、ボンドグラフ作成部１で図１４の
ような物理モデルを用紙などに素子，ボンド，ストロー
ク，接点などによって図１５のボンドグラフを表現さ
せ、このボンドグラフを基に図１６に図示するような解
析用入力ファイルを作成し解析用入力ファイル作成部２
で解析システムＡに入力する。入力されたファイルを解
析処理部３で連立常微分方程式にしてルンゲクッタ法な
どを用いて数値計算を実行する。そして数値計算された
解析結果を解析出力部４で数値データ、表、グラフ等で
表示し、解析者は解析出力部４で表示した数値データ、
表、グラフ等により解析結果を知ることができる。
１３のような解析システムＡを利用して行われていた。
すなわち、解析者は、ボンドグラフ作成部１で図１４の
ような物理モデルを用紙などに素子，ボンド，ストロー
ク，接点などによって図１５のボンドグラフを表現さ
せ、このボンドグラフを基に図１６に図示するような解
析用入力ファイルを作成し解析用入力ファイル作成部２
で解析システムＡに入力する。入力されたファイルを解
析処理部３で連立常微分方程式にしてルンゲクッタ法な
どを用いて数値計算を実行する。そして数値計算された
解析結果を解析出力部４で数値データ、表、グラフ等で
表示し、解析者は解析出力部４で表示した数値データ、
表、グラフ等により解析結果を知ることができる。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】ところで、上記解析に
おいては、解析したい物理モデルを解析者が用紙にボン
ドグラフで表現し、用紙に記載したボンドグラフを見な
がら解析に必要な解析用入力ファイルを作成し解析用入
力ファイル作成部２で解析システムＡに入力するように
している。この解析用入力ファイルは、図１６に図示す
るように解析に必要なボンド番号や素子記号などの必要
情報を解析者自身が決め、ボンドグラフが持つ解析に必
要な情報を解析用入力ファイル作成部２で解析システム
Ａに入力する必要がある。（図１６のボンド構造表現部
分）そして各素子の特性式を一々手書きのボンドグラフ
と照らし合わせながら作成し解析用入力ファイル作成部
２で解析システムＡに入力する必要がある。（図１６の
各素子の特性式を作成する部分）このように解析者が一
旦紙にボンドグラフを作成し、当該ボンドグラフを見な
がら、解析に必要な情報を解析用入力ファイル作成部２
で解析システムＡに入力したり、特性式を作成して解析
用入力ファイル作成部２で解析システムＡに入力しなけ
ればならず、作業ロスが大きく、入力や作成ミスが発生
することがあった。本発明は、このような課題に対応し
たボンドグラフ解析システムを提供することを目的とす
る。
おいては、解析したい物理モデルを解析者が用紙にボン
ドグラフで表現し、用紙に記載したボンドグラフを見な
がら解析に必要な解析用入力ファイルを作成し解析用入
力ファイル作成部２で解析システムＡに入力するように
している。この解析用入力ファイルは、図１６に図示す
るように解析に必要なボンド番号や素子記号などの必要
情報を解析者自身が決め、ボンドグラフが持つ解析に必
要な情報を解析用入力ファイル作成部２で解析システム
Ａに入力する必要がある。（図１６のボンド構造表現部
分）そして各素子の特性式を一々手書きのボンドグラフ
と照らし合わせながら作成し解析用入力ファイル作成部
２で解析システムＡに入力する必要がある。（図１６の
各素子の特性式を作成する部分）このように解析者が一
旦紙にボンドグラフを作成し、当該ボンドグラフを見な
がら、解析に必要な情報を解析用入力ファイル作成部２
で解析システムＡに入力したり、特性式を作成して解析
用入力ファイル作成部２で解析システムＡに入力しなけ
ればならず、作業ロスが大きく、入力や作成ミスが発生
することがあった。本発明は、このような課題に対応し
たボンドグラフ解析システムを提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のボンドグラフ解析システムは、機械，流
体，電気等の物理的現象をボンドグラフで表現して解析
するボンドグラフ解析システムであって、前記物理的現
象の各素子を提供する素子提供部と、素子提供部から必
要とする素子を配置する素子配置部と、素子配置部で配
置した素子間にボンドを配置するボンド配置部と、素子
間のエネルギーの流れ方向やストロークの設定を行う素
子間ボンド接続部とからなるボンドグラフ作成手段、各
素子が持つ接続因果関係を予め記憶した接続因果関係記
憶部と、各素子が持つ接続因果関係を接続因果関係記憶
部からのデータに基づいて確認する接続因果関係確認部
とからなる接続因果関係確認手段、入力設定した解析条
件と接続因果関係を満足するボンドグラフを基に解析入
力ファイルを作成する解析入力ファイル作成部と、当該
解析入力ファイル作成部から解析計算式を作成するとと
もに解析計算式を基に計算する解析処理部と、解析処理
部の計算結果を出力する解析出力部とからなる解析手段
で構成したことを特徴とするものである。
めに、本発明のボンドグラフ解析システムは、機械，流
体，電気等の物理的現象をボンドグラフで表現して解析
するボンドグラフ解析システムであって、前記物理的現
象の各素子を提供する素子提供部と、素子提供部から必
要とする素子を配置する素子配置部と、素子配置部で配
置した素子間にボンドを配置するボンド配置部と、素子
間のエネルギーの流れ方向やストロークの設定を行う素
子間ボンド接続部とからなるボンドグラフ作成手段、各
素子が持つ接続因果関係を予め記憶した接続因果関係記
憶部と、各素子が持つ接続因果関係を接続因果関係記憶
部からのデータに基づいて確認する接続因果関係確認部
とからなる接続因果関係確認手段、入力設定した解析条
件と接続因果関係を満足するボンドグラフを基に解析入
力ファイルを作成する解析入力ファイル作成部と、当該
解析入力ファイル作成部から解析計算式を作成するとと
もに解析計算式を基に計算する解析処理部と、解析処理
部の計算結果を出力する解析出力部とからなる解析手段
で構成したことを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下本発明に係るボンドグラフ解
析システムについて、図１〜図１２に基づいて説明す
る。なお、本発明に係るボンドグラフ解析システムの実
施形態を説明するにあたって、図１４で図示した物理モ
デルを例に以下に説明する。
析システムについて、図１〜図１２に基づいて説明す
る。なお、本発明に係るボンドグラフ解析システムの実
施形態を説明するにあたって、図１４で図示した物理モ
デルを例に以下に説明する。
【０００６】図１は、本発明のボンドグラフ解析システ
ムを備えたＣＡＤシステムの構成を示すブロック図であ
る。実際の実装にあたっては、これらの構成要素を専用
のデバイスで構成してもよく、また、コンピュータのソ
フトウエアとして実装しても良い。
ムを備えたＣＡＤシステムの構成を示すブロック図であ
る。実際の実装にあたっては、これらの構成要素を専用
のデバイスで構成してもよく、また、コンピュータのソ
フトウエアとして実装しても良い。
【０００７】図１において、１０は、ボンドグラフ作成
手段であって、物理現象の各素子を提供する素子提供部
１１と、素子提供部１１から必要とする素子を配置する
素子配置部１２と、素子配置部１２で配置した素子間に
ボンドを配置するボンド配置部１３と、素子間のエネル
ギーの流れ方向や確定ストローク（ボンドグラフ法のル
ール上、すでに素子により必然的にストローク位置が定
められたボンドにつくストロークを確定ストロークと
し、逆に素子により必然的にストローク位置が定められ
ない素子は未確定ストロークとしボンド関係が定まらな
いとストロークがつけられない）の設定を行う素子間ボ
ンド接続部１４とから構成されている。
手段であって、物理現象の各素子を提供する素子提供部
１１と、素子提供部１１から必要とする素子を配置する
素子配置部１２と、素子配置部１２で配置した素子間に
ボンドを配置するボンド配置部１３と、素子間のエネル
ギーの流れ方向や確定ストローク（ボンドグラフ法のル
ール上、すでに素子により必然的にストローク位置が定
められたボンドにつくストロークを確定ストロークと
し、逆に素子により必然的にストローク位置が定められ
ない素子は未確定ストロークとしボンド関係が定まらな
いとストロークがつけられない）の設定を行う素子間ボ
ンド接続部１４とから構成されている。
【０００８】１５は、解析者（利用者）インターフェー
スであって、ＣＡＤシステムなどの場合にはキーボード
やマウスなどからの操作指令手段からの信号を取込む手
段である。したがって、キーボードやマウスなどからの
操作指令によって素子提供部１１から必要とする素子を
素子配置部１２に配置するとともに、素子配置部１２で
配置した素子間にボンドを配置するボンド配置部１３に
指令する。
スであって、ＣＡＤシステムなどの場合にはキーボード
やマウスなどからの操作指令手段からの信号を取込む手
段である。したがって、キーボードやマウスなどからの
操作指令によって素子提供部１１から必要とする素子を
素子配置部１２に配置するとともに、素子配置部１２で
配置した素子間にボンドを配置するボンド配置部１３に
指令する。
【０００９】２０は、接続因果関係確認手段であって、
各素子が持つ接続因果関係を予め記憶した接続因果関係
記憶部２１と、各素子が持つ接続因果関係を接続因果関
係記憶部からのデータに基づいて確認する接続因果関係
確認部２２とで構成されている。
各素子が持つ接続因果関係を予め記憶した接続因果関係
記憶部２１と、各素子が持つ接続因果関係を接続因果関
係記憶部からのデータに基づいて確認する接続因果関係
確認部２２とで構成されている。
【００１０】例えば、ボンドグラフ作成手段１０で作成
されたボンドグラフが図２ａあるいは図３ａであったと
する。このボンドグラフを接続因果関係確認手段２０で
接続因果関係を確認すると図２ｂあるいは図３ｂに図示
するようなボンドグラフに修正される。
されたボンドグラフが図２ａあるいは図３ａであったと
する。このボンドグラフを接続因果関係確認手段２０で
接続因果関係を確認すると図２ｂあるいは図３ｂに図示
するようなボンドグラフに修正される。
【００１１】すなわち、「ＳＦ素子，Ｉ素子はＳＦ，Ｉ
と書かれている側に、ＳＴ素子，Ｃ素子はＳＥ，Ｃと書
かれている反対側に１つのストロークがつく。０接点は
０のまわりに１つだけストロークがつき、１接点は１の
まわりに１つだけストロークがつかない。」とするボン
ドグラフのルールを接続因果関係記憶部２１で記憶して
おり、接続因果関係確認部２２で接続因果関係を確認す
ると、図２ａあるいは図３ａに図示するように確定スト
ロークはＣ素子とＩ素子の付いたボンドであり、後のボ
ンドは未確定ストロークであったものが、図２ｂおよび
図３ｂに図示するように全てのボンドにストロークが付
いて整合性がとれ接続因果関係を満足するボンドグラフ
が得られる。
と書かれている側に、ＳＴ素子，Ｃ素子はＳＥ，Ｃと書
かれている反対側に１つのストロークがつく。０接点は
０のまわりに１つだけストロークがつき、１接点は１の
まわりに１つだけストロークがつかない。」とするボン
ドグラフのルールを接続因果関係記憶部２１で記憶して
おり、接続因果関係確認部２２で接続因果関係を確認す
ると、図２ａあるいは図３ａに図示するように確定スト
ロークはＣ素子とＩ素子の付いたボンドであり、後のボ
ンドは未確定ストロークであったものが、図２ｂおよび
図３ｂに図示するように全てのボンドにストロークが付
いて整合性がとれ接続因果関係を満足するボンドグラフ
が得られる。
【００１２】３０は、解析手段であって、解析用入力フ
ァイル作成部３１と、解析処理部３２と、解析出力部３
３で構成している。解析用入力ファイル作成部３１は、
ボンドグラフ表現部３１ａと、素子の特性式作成部３１
ｂと、計算条件設定部３１ｃと、初期値設定部３１ｄ
と、出力項設定部３１ｅで構成されている。解析処理部
３２は、解析計算式作成部３２ａと、解析計算部３２ｂ
で構成している。
ァイル作成部３１と、解析処理部３２と、解析出力部３
３で構成している。解析用入力ファイル作成部３１は、
ボンドグラフ表現部３１ａと、素子の特性式作成部３１
ｂと、計算条件設定部３１ｃと、初期値設定部３１ｄ
と、出力項設定部３１ｅで構成されている。解析処理部
３２は、解析計算式作成部３２ａと、解析計算部３２ｂ
で構成している。
【００１３】ボンドグラフ表現部３１ａでは、接続因果
関係が確認された図７に図示するボンドグラフを基に各
素子とボンドのつながりとパワーの流れ方向をボンドの
番号と符号で記号化し解析用入力ファイルに構築された
ボンドグラフの表現を確認し、接続因果関係が確認され
たボンドグラフと相違していれば修正する。
関係が確認された図７に図示するボンドグラフを基に各
素子とボンドのつながりとパワーの流れ方向をボンドの
番号と符号で記号化し解析用入力ファイルに構築された
ボンドグラフの表現を確認し、接続因果関係が確認され
たボンドグラフと相違していれば修正する。
【００１４】素子の特性式作成部３１ｂでは、図８に図
示するように各素子ごとに特性式の入力画面から特性式
を解析用入力ファイルに入力する。この時に初期値も入
力しておく。
示するように各素子ごとに特性式の入力画面から特性式
を解析用入力ファイルに入力する。この時に初期値も入
力しておく。
【００１５】計算条件設定部３１ｃでは、図９に図示す
る入力画面により、開始時間，終了時間，刻み時間，出
力点数などの計算条件を設定する。
る入力画面により、開始時間，終了時間，刻み時間，出
力点数などの計算条件を設定する。
【００１６】初期値設定部３１ｄでは、各素子ごとに特
性式を入力する際に既に初期値を入力しているが、図１
０に図示する入力画面により各パラメータごと（各素子
ごと）に初期値を再確認し修正が必要であれば修正す
る。この画面では、初めて解析用入力ファイルを構築す
る場合は、先の特性式の入力で既に入力しているので、
単に確認のみで必要のない処理になるが、繰返し初期値
を変えて計算する場合各素子を選択して各素子の特性式
の初期値を変更することは大変であるので、初期値設定
部３１ｂによりここでもシステムの初期値を入力できる
ようにしてある。
性式を入力する際に既に初期値を入力しているが、図１
０に図示する入力画面により各パラメータごと（各素子
ごと）に初期値を再確認し修正が必要であれば修正す
る。この画面では、初めて解析用入力ファイルを構築す
る場合は、先の特性式の入力で既に入力しているので、
単に確認のみで必要のない処理になるが、繰返し初期値
を変えて計算する場合各素子を選択して各素子の特性式
の初期値を変更することは大変であるので、初期値設定
部３１ｂによりここでもシステムの初期値を入力できる
ようにしてある。
【００１７】出力項設定部３１ｅでは、計算結果を出力
させるにあたって解析者の必要に応じて図１１に図示す
る画面から出力情報を選択して設定する。
させるにあたって解析者の必要に応じて図１１に図示す
る画面から出力情報を選択して設定する。
【００１８】解析計算式作成部３２ａでは、作成し構築
された解析用入力ファイルから連立常微分方程式を作成
し、解析計算部３２ｂで連立常微分方程式の数値計算を
実行する。解析出力部３３では、解析計算部３２ｂの計
算結果ならびに出力項設定部３１ｅで解析者が選択した
出力情報を基に解析結果を図１２に図示するような画面
をＣＡＤ画面上に表示する。
された解析用入力ファイルから連立常微分方程式を作成
し、解析計算部３２ｂで連立常微分方程式の数値計算を
実行する。解析出力部３３では、解析計算部３２ｂの計
算結果ならびに出力項設定部３１ｅで解析者が選択した
出力情報を基に解析結果を図１２に図示するような画面
をＣＡＤ画面上に表示する。
【００１９】このような本発明のボンドグラフ解析シス
テムを備えたＣＡＤシステムを例に解析手順を追って以
下に説明する。
テムを備えたＣＡＤシステムを例に解析手順を追って以
下に説明する。
【００２０】すなわち、図１４に図示する物理モデルか
らボンドグラフを次のようにして作成する。まず、ＣＡ
Ｄの画面上で本解析システムの入力エディタ（図４に図
示する画面）で必要な素子を選択配置する。１接点、０
接点以外の素子は自動的に素子記号に添え字が付き、Ｒ
１，Ｒ２といったように同じ素子名が存在しないように
なっている。（素子配置部１２での処理） 次にエネルギー（パワー）の流れる方向を決めるため
に、例えば、ＳＥ１からＳＦ１へ流れるとすると、１接
点をクリック・アンド・ドローしてＳＦ１素子までもっ
ていくと図５のようにＳＦ１素子と１接点は、ストロー
クのついたボンドでつながる。このとき、自動的にボン
ド番号が設定される。（ボンド配置部１３，素子間ボン
ド接続部１４での処理） そして全ての素子をボンドでつないでボンドグラフを完
成させる。（図６ボンドグラフの完成）この時に既に図
１６の解析用入力ファイルにボンドグラフ表現部が自動
的に構築されるようになっている。（ボンドグラフ作成
手段１０での処理） 以上はボンドグラフ作成手段１０によりボンドグラフを
作成する過程について説明したものである。次に、接続
因果関係確認手段２０によるボンドグラフの確認過程に
ついて以下に説明する。ボンドグラフを完成させると、
図１の接続因果関係記憶部２１で記憶されたボンドグラ
フのルールに従って接続因果関係を満足するかどうかの
確認が行われる。例えば、完成させたボンドグラフにス
トロークがついていない場合、接続因果関係確認でスト
ロークが修正され、接続因果関係が満足されるようにな
る。
らボンドグラフを次のようにして作成する。まず、ＣＡ
Ｄの画面上で本解析システムの入力エディタ（図４に図
示する画面）で必要な素子を選択配置する。１接点、０
接点以外の素子は自動的に素子記号に添え字が付き、Ｒ
１，Ｒ２といったように同じ素子名が存在しないように
なっている。（素子配置部１２での処理） 次にエネルギー（パワー）の流れる方向を決めるため
に、例えば、ＳＥ１からＳＦ１へ流れるとすると、１接
点をクリック・アンド・ドローしてＳＦ１素子までもっ
ていくと図５のようにＳＦ１素子と１接点は、ストロー
クのついたボンドでつながる。このとき、自動的にボン
ド番号が設定される。（ボンド配置部１３，素子間ボン
ド接続部１４での処理） そして全ての素子をボンドでつないでボンドグラフを完
成させる。（図６ボンドグラフの完成）この時に既に図
１６の解析用入力ファイルにボンドグラフ表現部が自動
的に構築されるようになっている。（ボンドグラフ作成
手段１０での処理） 以上はボンドグラフ作成手段１０によりボンドグラフを
作成する過程について説明したものである。次に、接続
因果関係確認手段２０によるボンドグラフの確認過程に
ついて以下に説明する。ボンドグラフを完成させると、
図１の接続因果関係記憶部２１で記憶されたボンドグラ
フのルールに従って接続因果関係を満足するかどうかの
確認が行われる。例えば、完成させたボンドグラフにス
トロークがついていない場合、接続因果関係確認でスト
ロークが修正され、接続因果関係が満足されるようにな
る。
【００２１】図６においてボンドグラフが完成している
が、各素子間の接続因果関係から、システムが完成した
時点でないと、ストロークがつかない部分がある。それ
はボンド１０である。このとき図７のようにシステムの
最後までストロークが付かない状態となっている。ここ
でストロークチェックがかかり、ボンド１０のついてい
る０接点の左右のボンド３，ボンド５のストロークおよ
び、０接点のボンドグラフのルールから図６のボンド１
０のようにストロークをつけてストロークチェックがＯ
Ｋとなる。なお、解析者により、ボンド１０に予めスト
ロークをつけることができるが、接続因果関係確認手段
２０により接続因果関係が成り立たなければ、ストロー
クチェックにより修正される。（接続因果関係確認手段
２０での処理） 次に、作成したボンドグラフを基に解析する過程の解析
手段３０について説明する。接続因果関係が確認された
図６に図示するボンドグラフを基に各素子とボンドのつ
ながりとパワーの流れ方向をボンドの番号と符号で記号
化し解析用入力ファイルに構築されたボンドグラフの表
現を確認し、接続因果関係が確認されたボンドグラフと
相違していれば修正する。（ボンドグラフ表現部３１ａ
での処理） ボンドグラフの表現を確認ならびに修正ができれば図８
に図示するように各素子ごとに特性式の入力画面から特
性式を解析用入力ファイルに入力する。この時に初期値
も入力しておく。（素子の特性式作成部３１ｂでの処
理） 特性式の入力が終われば、図９に図示する入力画面によ
り、計算条件を設定する。例えば、開始時間を０ｓｅ
ｃ，終了時間を５ｓｅｃ，刻み時間を１．０×１０-5ｓ
ｅｃ，出力点数１０００と入力する。（計算条件の設定
部３１ｃでの処理） 次に初期値設定部３１ｄによる初期値を入力設定する。
各素子ごとに特性式を入力する際に既に初期値を入力し
ているが、図１０に図示する入力画面により各パラメー
タごと（各素子ごと）に初期値を再確認し修正が必要で
あれば修正する。この画面では、先の特性式の作成で既
に初期値を入力しているので、単に確認のみで必要のな
い処理になるが、繰返し初期値を変えて計算する場合各
素子を選択して各素子の特性式の初期値を変更すること
は大変であるので、初期値設定部３１ｄによりここでで
もシステムの初期値を入力できるようにしてある。（初
期値設定部３１ｄでの処理） 以上は計算前の条件を入力設定したものであるが、次に
計算結果を出力させるにあたって解析者の必要に応じて
図１１に図示する画面から出力情報を選択して設定す
る。例えば外力ＥＦ８と変位ＤＰ６を出力するように選
択する。（出力項の設定部３１ｅでの処理） 以上の如くして解析用入力ファイルを完成させると、解
析計算式作成部３２ａで連立常微分方程式を作成する。
そして解析計算部３２ｂにて連立常微分方程式の数値計
算を実行し、結果を解析出力部３３で図１２に図示する
画面により、５ＳＥＣ間の外力と変位の関係を示す解析
結果を表示する。解析者はこの解析結果を見て解析する
のであるが、初期値を変更して再度解析したい時には、
図１０に図示する画面から再度該当する素子の初期値を
変更して解析用入力ファイルを変更し、再度連立常微分
方程式を作成し、解析計算部３２ｂにて連立常微分方程
式の数値計算を実行し、結果を再び解析出力部３３で出
力させて解析する。
が、各素子間の接続因果関係から、システムが完成した
時点でないと、ストロークがつかない部分がある。それ
はボンド１０である。このとき図７のようにシステムの
最後までストロークが付かない状態となっている。ここ
でストロークチェックがかかり、ボンド１０のついてい
る０接点の左右のボンド３，ボンド５のストロークおよ
び、０接点のボンドグラフのルールから図６のボンド１
０のようにストロークをつけてストロークチェックがＯ
Ｋとなる。なお、解析者により、ボンド１０に予めスト
ロークをつけることができるが、接続因果関係確認手段
２０により接続因果関係が成り立たなければ、ストロー
クチェックにより修正される。（接続因果関係確認手段
２０での処理） 次に、作成したボンドグラフを基に解析する過程の解析
手段３０について説明する。接続因果関係が確認された
図６に図示するボンドグラフを基に各素子とボンドのつ
ながりとパワーの流れ方向をボンドの番号と符号で記号
化し解析用入力ファイルに構築されたボンドグラフの表
現を確認し、接続因果関係が確認されたボンドグラフと
相違していれば修正する。（ボンドグラフ表現部３１ａ
での処理） ボンドグラフの表現を確認ならびに修正ができれば図８
に図示するように各素子ごとに特性式の入力画面から特
性式を解析用入力ファイルに入力する。この時に初期値
も入力しておく。（素子の特性式作成部３１ｂでの処
理） 特性式の入力が終われば、図９に図示する入力画面によ
り、計算条件を設定する。例えば、開始時間を０ｓｅ
ｃ，終了時間を５ｓｅｃ，刻み時間を１．０×１０-5ｓ
ｅｃ，出力点数１０００と入力する。（計算条件の設定
部３１ｃでの処理） 次に初期値設定部３１ｄによる初期値を入力設定する。
各素子ごとに特性式を入力する際に既に初期値を入力し
ているが、図１０に図示する入力画面により各パラメー
タごと（各素子ごと）に初期値を再確認し修正が必要で
あれば修正する。この画面では、先の特性式の作成で既
に初期値を入力しているので、単に確認のみで必要のな
い処理になるが、繰返し初期値を変えて計算する場合各
素子を選択して各素子の特性式の初期値を変更すること
は大変であるので、初期値設定部３１ｄによりここでで
もシステムの初期値を入力できるようにしてある。（初
期値設定部３１ｄでの処理） 以上は計算前の条件を入力設定したものであるが、次に
計算結果を出力させるにあたって解析者の必要に応じて
図１１に図示する画面から出力情報を選択して設定す
る。例えば外力ＥＦ８と変位ＤＰ６を出力するように選
択する。（出力項の設定部３１ｅでの処理） 以上の如くして解析用入力ファイルを完成させると、解
析計算式作成部３２ａで連立常微分方程式を作成する。
そして解析計算部３２ｂにて連立常微分方程式の数値計
算を実行し、結果を解析出力部３３で図１２に図示する
画面により、５ＳＥＣ間の外力と変位の関係を示す解析
結果を表示する。解析者はこの解析結果を見て解析する
のであるが、初期値を変更して再度解析したい時には、
図１０に図示する画面から再度該当する素子の初期値を
変更して解析用入力ファイルを変更し、再度連立常微分
方程式を作成し、解析計算部３２ｂにて連立常微分方程
式の数値計算を実行し、結果を再び解析出力部３３で出
力させて解析する。
【００２２】
【発明の効果】本発明のボンドグラフ解析システムはボ
ンドグラフ作成から解析，解析結果の出力まで一連の処
理を可能とすることができ、解析者が一旦紙にボンドグ
ラフを作成し当該ボンドグラフを見ながら解析に必要な
情報を解析用入力ファイルに作成構築させる必要がな
く、ボンドグラフにおける接続因果関係についも本シス
テムで確認できるようにしてあるものだから、作業ロス
を少なくし、入力や作成ミスを可及的に素子することが
できる。
ンドグラフ作成から解析，解析結果の出力まで一連の処
理を可能とすることができ、解析者が一旦紙にボンドグ
ラフを作成し当該ボンドグラフを見ながら解析に必要な
情報を解析用入力ファイルに作成構築させる必要がな
く、ボンドグラフにおける接続因果関係についも本シス
テムで確認できるようにしてあるものだから、作業ロス
を少なくし、入力や作成ミスを可及的に素子することが
できる。
【図１】本発明のボンドグラフ解析システムのシステム
構成を説明する説明図である。
構成を説明する説明図である。
【図２ａ】ボンドグラフの接続因果関係を説明する説明
図で、ストロークチェックを行う前の状態を説明する説
明図である。
図で、ストロークチェックを行う前の状態を説明する説
明図である。
【図２ｂ】ボンドグラフの接続因果関係を説明する説明
図で、ストロークチェックを行った後の状態を説明する
説明図である。
図で、ストロークチェックを行った後の状態を説明する
説明図である。
【図３ａ】ボンドグラフの接続因果関係を説明する説明
図で、ストロークチェックを行う前の状態を説明する説
明図である。
図で、ストロークチェックを行う前の状態を説明する説
明図である。
【図３ｂ】ボンドグラフの接続因果関係を説明する説明
図で、ストロークチェックを行った後の状態を説明する
説明図である。
図で、ストロークチェックを行った後の状態を説明する
説明図である。
【図４】本発明のボンドグラフ解析システムを説明する
説明図で、素子の配置を説明する説明図である。
説明図で、素子の配置を説明する説明図である。
【図５】本発明のボンドグラフ解析システムを説明する
説明図で、ボンドの接続を説明する説明図である。
説明図で、ボンドの接続を説明する説明図である。
【図６】本発明のボンドグラフ解析システムを説明する
説明図で、ボンドグラフを完成させた図である。
説明図で、ボンドグラフを完成させた図である。
【図７】本発明のボンドグラフ解析システムを説明する
説明図で、接続因果関係確認手段でストロークチェック
を行う前のボンドグラフを示す図である。
説明図で、接続因果関係確認手段でストロークチェック
を行う前のボンドグラフを示す図である。
【図８】本発明のボンドグラフ解析システムを説明する
説明図で、特性式の入力を説明する説明図である。
説明図で、特性式の入力を説明する説明図である。
【図９】本発明のボンドグラフ解析システムを説明する
説明図で、計算条件の設定を説明する説明図である。
説明図で、計算条件の設定を説明する説明図である。
【図１０】本発明のボンドグラフ解析システムを説明す
る説明図で、初期値の設定を説明する説明図である。
る説明図で、初期値の設定を説明する説明図である。
【図１１】本発明のボンドグラフ解析システムを説明す
る説明図で、出力項の設定を説明する説明図である。
る説明図で、出力項の設定を説明する説明図である。
【図１２】本発明のボンドグラフ解析システムを説明す
る説明図で、解析出力部による解析結果の出力画面を説
明する説明図である。
る説明図で、解析出力部による解析結果の出力画面を説
明する説明図である。
【図１３】従来のボンドグラフ解析システムを説明する
説明図である。
説明図である。
【図１４】ボンドグラフにより解析する物理モデルを図
示した図である。
示した図である。
【図１５】図１４の物理モデルをボンドグラフで表現し
た説明図である。
た説明図である。
【図１６】解析用入力ファイルを説明する説明図であ
る。
る。
１０ ボンドグラフ作成手段 １１ 素子提供部 １２ 素子配置部 １３ ボンド配置部 １４ 素子間ボンド接続部 ２０ 接続因果関係確認手段 ２１ 接続因果関係記憶部 ２２ 接続因果関係確認部 ３０ 解析手段 ３１ 解析用入力ファイル作成部 ３２ 解析処理部 ３３ 解析出力部
Claims (1)
- 【請求項１】機械，流体，電気等の物理的現象をボンド
グラフで表現して解析するボンドグラフ解析システムで
あって、 前記物理的現象の各素子を提供する素子提供部と、素子
提供部から必要とする素子を配置する素子配置部と、素
子配置部で配置した素子間にボンドを配置するボンド配
置部と、素子間のエネルギーの流れ方向やストロークの
設定を行う素子間ボンド接続部とからなるボンドグラフ
作成手段、 各素子が持つ接続因果関係を予め記憶した接続因果関係
記憶部と、各素子が持つ接続因果関係を接続因果関係記
憶部からのデータに基づいて確認する接続因果関係確認
部とからなる接続因果関係確認手段、 入力設定した解析条件と接続因果関係を満足するボンド
グラフを基に解析用入力ファイルを作成する解析用入力
ファイル作成部と、当該解析用入力ファイルから解析計
算式を作成するとともに解析計算式を基に計算する解析
処理部と、解析処理部の計算結果を出力する解析出力部
とからなる解析手段で構成したことを特徴とするボンド
グラフ解析システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000304361A JP2002108949A (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | ボンドグラフ解析システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000304361A JP2002108949A (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | ボンドグラフ解析システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002108949A true JP2002108949A (ja) | 2002-04-12 |
Family
ID=18785421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000304361A Pending JP2002108949A (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | ボンドグラフ解析システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002108949A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108649600A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-10-12 | 新疆大学 | 一种基于模型的多电平逆变器参数性故障诊断方法 |
| CN109116219A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-01-01 | 合肥工业大学 | 一种电路系统的分布式故障诊断方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6491248A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-10 | Kobe Steel Ltd | Simulation device |
-
2000
- 2000-10-04 JP JP2000304361A patent/JP2002108949A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6491248A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-10 | Kobe Steel Ltd | Simulation device |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108649600A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-10-12 | 新疆大学 | 一种基于模型的多电平逆变器参数性故障诊断方法 |
| CN109116219A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-01-01 | 合肥工业大学 | 一种电路系统的分布式故障诊断方法 |
| CN109116219B (zh) * | 2018-09-17 | 2021-04-06 | 合肥工业大学 | 一种电路系统的分布式故障诊断方法 |
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