JP5235122B2 - 解析支援システム、解析支援方法及び解析支援プログラム - Google Patents
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作解析を支援するシステムであって、前記制御手段が、シミュレーション対象のコンポーネントについて、要素形状及び幾何的接続に関する情報を取得する設計情報取得手段と、前記モデル情報記憶手段から、前記コンポーネントの個別モデル回路を取得する個別回路生成手段と、前記幾何的接続情報から機械接続グラフを作成し、前記機械接続グラフの双対グラフを作成して、個別モデル回路の機械端子を前記双対グラフに従って接続する機械端子接続手段と、前記幾何的接続情報から電気接続グラフを作成し、前記個別モデル回路の電気端子を前記電気接続グラフに従って接続する電気端子接続手段と、生成したモデル回路を前記回路シミュレータに出力する等価回路出力手段とを備えたことを要旨とする。
械端子接続手段、前記幾何的接続情報から電気接続グラフを作成し、前記個別モデル回路の電気端子を前記電気接続グラフに従って接続する電気端子接続手段、生成したモデル回路を前記回路シミュレータに出力する等価回路出力手段として機能させることを要旨とする。
請求項1、6又は7に記載の発明によれば、制御手段が、シミュレーション対象のコンポーネントについて、要素形状及び幾何的接続に関する情報を取得する。そして、モデル情報記憶手段から、コンポーネントの個別モデル回路を取得する。次に、幾何的接続情報から機械接続グラフを作成し、機械接続グラフの双対グラフを作成して、個別モデル回路の機械端子を双対グラフに従って接続する。更に、幾何的接続情報から電気接続グラフを作成し、個別モデル回路の電気端子を電気接続グラフに従って接続する。そして、生成したモデル回路を回路シミュレータに出力する。これにより、各コンポーネントを用いて構造体を設計するだけで、シミュレーションに用いる等価回路を生成して、構造体の動作解析を行なうことができる。
請求項4に記載の発明によれば、シミュレーション対象のコンポーネントの要素形状に基づいて、個別モデル回路を構成する素子パラメータを決定する。これにより、要素形状に応じた等価回路を生成することができる。
より、複数の運動方向を一元的に解析することができる。そして、運動方向間の相互の影響を解析でき、多軸制御や多軸感度を解析することができる。
クライアント端末10は、シミュレーション対象の構造体のコンポーネントを入力したり、ローカルにシミュレーションしたりする場合に用いるコンピュータ端末である。このクライアント端末10は、CPU、RAM、ROM等から構成された制御手段としてのクライアント制御部11、3Dモデルデータ記憶部12を備える。更に、クライアント端末10は、キーボードやポインティングデバイス等から構成された入力部や、ディスプレイ等から構成された出力部を備える。
の要素形状を組み合わせることにより構造体を設計することができる。
パラメータ抽出手段112は、設計された構造体において用いられた要素形状から構造パラメータを抽出し、パラメータ表セットファイルを生成する処理を実行する。
シミュレーション結果出力手段114は、回路シミュレータ113によって算出された計算結果を出力する処理を実行する。
えば、容量(D17,D18,D19)に並列な抵抗)等を付加する。
シミュレーション結果出力手段213は、回路シミュレータ212によって算出された計算結果を出力する処理を実行する。
(等価回路の生成の概要)
次に、図5を用いて、解析支援システムにおいて行なわれる等価回路の生成についての概要を説明する。
又、電気接続グラフの作成処理を実行する(ステップS14)。具体的には、シミュレーションサーバ20は、受信したパラメータ表セットファイルに含まれる幾何的接続情報を用いて、電気接続グラフを生成する。
する。
次に、図6〜図21を用いて、具体的な等価回路の生成手順について説明する。
<要素形状及び幾何的接続の決定処理>
まず、要素形状及び幾何的接続の決定処理(ステップS11)を、図6〜図8を用いて説明する。
この場合、クライアント端末10のクライアント制御部11は、要素形状、幾何的接続の変換処理を実行する(ステップS22)。具体的には、クライアント制御部11のパラメータ抽出手段112が、設計された構造体を構成する各要素形状のコンポーネント種別識別子を取得する。更に、パラメータ抽出手段112は、各要素形状の大きさを特定し、この大きさに対応する構造パラメータを算出する。そして、パラメータ抽出手段112は、設計支援画面において設定された各要素形の位置関係に基づいて、コンポーネント間の幾何的接続情報を生成する。
いる。そして、ノードは、ジョイント(j1〜j5)によって接続される。このように、各コンポーネントの接続関係を特定するための幾何的接続情報を生成する。
次に、機械接続グラフの作成処理(ステップS12)を、図9〜図11を用いて説明する。本実施形態では、機械接続グラフはすべての運動方向に共通しているものとする。
この行列M04は、図11に示すグラフG02として表される。これにより、アンカー節点を統合してアンカーに対する操作を終了する。
ョイント(j2,j3)は同じコンポーネント節点に接続されたジョイント節点と判定されるので、グラフG02はグラフG03のようにまとめることができる。この場合、ネットリスト生成手段211は、行列M04においてジョイント(j2,j3)の列の論理和を算出して一つの行にまとめた行列M05を生成する。この行列M05においては、行「j2」にまとめている。
次に、双対グラフの作成処理(ステップS13)を、図12、図13を用いて説明する。図13のグラフG11において破線で示したグラフに対して、双対グラフG12は実線で示されている。そして、双対グラフG12の閉路は、辺(e1*,e3*,e4*)によって構成される。このような双対グラフG12を表す行列を算出するために、図12に示すように、以下の処理を実行する。
次に、電気接続グラフの作成処理(ステップS14)を、図14〜図17を用いて説明する。
の辺を木集合に含めない。それ以外の場合には、この辺を木集合に追加することにより木を特定する。
閉路fを構成する要素に対して「1」を設定し、それ以外の要素は「0」とする電気閉路行列Meを生成する。この電気閉路行列Meの行数は補木の数である。
次に、シミュレーションサーバ20のサーバ制御部21における使用要素の個別等価回路の作成処理(ステップS15)を説明する。
次に、シミュレーションサーバ20のサーバ制御部21における個別等価回路の機械端子の接続処理(ステップS16)を、図18、図19を用いて説明する。この処理においては、機械閉路行列を用いて、等価回路において、同じ運動方向同士の機械端子を接続する。ここで、機械閉路行列の1行が閉路を表している。図13に示す機械閉路行列Mm*において、閉路は一つとなる。
スト生成手段211は、機械閉路行列において、最後のアンカー要素に達した場合には、最後の要素と判定する。
次に、シミュレーションサーバ20のサーバ制御部21における個別等価回路の電気端子の接続処理(ステップS17)を、図20、図21を用いて説明する。この処理においては、電気閉路行列を用いて、電気端子を接続する。ここで、図21に示す電気閉路行列Meにおいて、閉路は一つとなる。
(第1端子)のノード識別子と同じノード識別子を付与する。
・ 上記実施形態では、クライアント端末10において、要素形状及び幾何的接続の決定処理を実行する(ステップS11)。次に、シミュレーションサーバ20において、機械接続グラフの作成処理(ステップS12)、双対グラフの作成処理(ステップS13)を実行する。更に、シミュレーションサーバ20において、使用要素の個別等価回路の作成処理を実行する(ステップS15)。そして、シミュレーションサーバ20において、この双対グラフを用いて、個別等価回路の機械端子の接続処理を実行する(ステップS16)。双対グラフを利用することにより、機械的な接続を統一的に表現したネットリストを生成することができる。このネットリストを利用することにより、公知の回路シミュレータを用いて、シミュレーションを行なうことができる。従って、コンポーネントを組み合わせてシミュレーション対象の構造体を設計するだけで、全体の運動方程式を作成することなく、個別のモデル回路を接続した等価回路を生成することができる。
○ 上記実施形態では、MEMSにおける構造体について本発明を適用したが、本発明の適用分野はこれに限定されるものではない。広く電気系コンポーネントや機械系コンポーネントが混載される構造体に適用することができる。
いて、構造体の設計、ネットリストの生成、シミュレーションを、スタンドアローンで実行することができる。
また、光学特性を有する構造体に適用することも可能である。この場合には、等価回路において、電場(E)を電圧に対応させ、磁場(H)を電流に対応させておく。
、21…サーバ制御部、22…等価回路データ記憶部、211…ネットリスト生成手段、D01…第1の電流源、D02…第2の電流源、D03…第3の電流源、D11…第1の電圧源、D12…第2の電圧源、D13…第3の電圧源、D14,D15,D16…容量。
Claims (7)
- 構造体を構成するコンポーネントに対して、電気的変数及び機械的変数の入出力端子を有する個別モデル回路を記憶したモデル情報記憶手段と、
回路シミュレータに接続された制御手段とを備え、構造体の動作解析を支援するシステムであって、
前記制御手段が、
シミュレーション対象のコンポーネントについて、要素形状及び幾何的接続に関する情報を取得する設計情報取得手段と、
前記モデル情報記憶手段から、前記コンポーネントの個別モデル回路を取得する個別回路生成手段と、
前記幾何的接続情報から機械接続グラフを作成し、前記機械接続グラフの双対グラフを作成して、個別モデル回路の機械端子を前記双対グラフに従って接続する機械端子接続手段と、
前記幾何的接続情報から電気接続グラフを作成し、前記個別モデル回路の電気端子を前記電気接続グラフに従って接続する電気端子接続手段と、
生成したモデル回路を前記回路シミュレータに出力する等価回路出力手段と
を備えたことを特徴とする解析支援システム。 - 前記機械端子接続手段は、
前記幾何的接続情報に基づいて、構造体を構成する各コンポーネントと、各コンポーネントを接続するジョイントについての節点を結合したグラフを生成し、
固定されたアンカーを示すアンカー節点が複数ある場合にはこれらのアンカー節点を統合し、
同一のコンポーネント節点に接続されたジョイント節点を統合し、
アンカー節点とジョイント節点とを結ぶコンポーネントを辺とする機械接続グラフを生成することを特徴とする請求項1に記載の解析支援システム。 - 前記機械端子接続手段は、
前記ジョイント節点の周囲に、コンポーネントの辺を横切る閉路を生成することにより、双対グラフを生成し、横切った辺のコンポーネントのモデル回路を直列に接続することを特徴とする請求項2に記載の解析支援システム。 - シミュレーション対象のコンポーネントの要素形状に基づいて、個別モデル回路を構成する素子パラメータを決定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の解析支援システム。
- 個別モデル回路はコンポーネントの各運動方向に対応した複数の入出力端子を備えており、
前記機械端子接続手段は、同じ運動方向同士の入出力端子を接続することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の解析支援システム。 - 構造体を構成するコンポーネントに対して、電気的変数及び機械的変数の入出力端子を有する個別モデル回路を記憶したモデル情報記憶手段と、
回路シミュレータに接続された制御手段とを備えた解析支援システムを用いて、構造体の動作解析を支援する方法であって、
前記制御手段が、
シミュレーション対象のコンポーネントについて、要素形状及び幾何的接続に関する情報を取得する設計情報取得段階と、
前記モデル情報記憶手段から、前記コンポーネントの個別モデル回路を取得する個別回路生成段階と、
前記幾何的接続情報から機械接続グラフを作成し、前記機械接続グラフの双対グラフを作成して、個別モデル回路の機械端子を前記双対グラフに従って接続する機械端子接続段階と、
前記幾何的接続情報から電気接続グラフを作成し、前記個別モデル回路の電気端子を前記電気接続グラフに従って接続する電気端子接続段階と、
生成したモデル回路を前記回路シミュレータに出力する等価回路出力段階と
を実行することを特徴とする解析支援方法。 - 構造体を構成するコンポーネントに対して、電気的変数及び機械的変数の入出力端子を有する個別モデル回路を記憶したモデル情報記憶手段と、
回路シミュレータに接続された制御手段とを備えた解析支援システムを用いて、構造体の動作解析を支援するためのプログラムであって、
前記制御手段を、
シミュレーション対象のコンポーネントについて、要素形状及び幾何的接続に関する情報を取得する設計情報取得手段、
前記モデル情報記憶手段から、前記コンポーネントの個別モデル回路を取得する個別回路生成手段、
前記幾何的接続情報から機械接続グラフを作成し、前記機械接続グラフの双対グラフを作成して、個別モデル回路の機械端子を前記双対グラフに従って接続する機械端子接続手段、
前記幾何的接続情報から電気接続グラフを作成し、前記個別モデル回路の電気端子を前記電気接続グラフに従って接続する電気端子接続手段、
生成したモデル回路を前記回路シミュレータに出力する等価回路出力手段
として機能させることを特徴とする解析支援プログラム。
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