湖北基于模型设计的数字化设计平台

基于模型设计（MBD）可广泛应用于汽车、工业自动化、航空航天、能源等多个领域。汽车领域，MBD用于发动机ECU、整车VCU、自动驾驶域控制器的软件开发，支持控制算法设计与验证。工业自动化领域，适用于工业机器人控制逻辑开发、数控机床加工参数优化，提升装备智能化水平。航空航天领域，可应用于飞行器姿态控制系统设计、无人机路径规划算法开发，确保飞行安全。能源领域，MBD用于电力系统稳定性分析、新能源装备控制策略开发，优化能源生产与调度效率。此外，在医疗设备研发（如手术机器人运动控制）、电子通信（如5G基带算法设计）领域，MBD也能发挥作用，通过图形化建模与仿真优化，提升各领域复杂系统的开发质量与效率。生物系统建模的开发优势，在于将复杂生理过程具象化，经仿真优化，助力科研与医疗研发。湖北基于模型设计的数字化设计平台

整车仿真基于模型设计好用的软件需具备多域协同仿真能力，能整合车身、底盘、动力系统等模型，实现整车性能的多面化分析。在动力学仿真方面，应支持整车操纵稳定性、平顺性的虚拟测试，通过搭建多体动力学模型，计算不同工况下的车身姿态、轮胎受力，模拟转向、制动等操作的动态响应。针对新能源汽车，软件需能仿真电池续航里程、能量回收效率，结合电机特性模型分析整车动力性能。好用的软件还应提供丰富的工况模板，如NEDC循环、高速过弯等，便于快速开展标准化测试，同时支持与控制算法模型联合仿真，验证整车控制器对性能的优化效果。甘茨软件科技(上海)有限公司成立于2014年，专注于自主品牌工业软件开发，在车辆的动力学模型运动和响应分析、半主动悬架仿真及优化等方面有成功案例，可提供相关的整车仿真基于模型设计支持。成都基于模型设计的开发优势应用层软件开发MBD，以模型为中心串联设计与仿真，可简化逻辑开发，提升代码质量。

汽车领域基于模型设计（MBD）的优势体现在需求可视化、早期验证与团队协作效率提升三个方面。需求可视化层面，MBD能将“急加速时换挡平顺性”等抽象功能需求转化为可执行图形化模型，通过状态机、数据流图等元素直观呈现控制逻辑，降低需求歧义性，便于开发团队与需求方达成共识。早期验证方面，MBD支持开发全过程的仿真验证，从模型在环到硬件在环，各阶段可发现逻辑错误、硬件接口不匹配等不同层面问题，避免缺陷流入量产阶段，据统计采用MBD可使汽车电子控制器现场故障率降低半数以上。团队协作上，MBD采用标准化模型格式与开发流程，电子、机械、软件等专业工程师可基于同一模型开展工作，如自动驾驶系统开发中，感知算法团队与执行器控制团队通过模型接口共享数据，减少跨专业沟通成本；模型版本管理机制便于追踪修改记录，提升团队协作效率。

工程类专业教学实验系统建模为理论知识与工程实践搭建了衔接桥梁，在培养学生实践能力与创新思维方面具有重要价值。自动控制原理实验中，通过构建PID控制模型，学生可直观观察比例、积分、微分参数对水温控制、电机调速等系统的影响，无需依赖昂贵物理实验设备即可完成多组参数调试，加深对控制算法的理解。机器人控制实验建模能模拟机械臂运动学模型，学生通过修改DH参数、规划运动轨迹，观察末端执行器位置变化，理解逆运动学求解的实际应用，培养解决复杂运动控制问题的能力。汽车电子教学中，建模可简化发动机控制器控制逻辑，学生通过构建简化燃油喷射模型，仿真不同转速下的控制效果，理解汽车电子控制基本原理。系统建模还支持开放性实验设计，学生可自主设计控制策略并通过模型仿真验证效果，培养创新意识与系统思维，为从事工程研发工作奠定实践基础。汽车控制器软件基于模型设计国产平台，支持图形化建模与代码生成，适配多类控制器开发。

车载通信基于模型设计性价比高的软件，需在功能覆盖与成本控制间达到平衡。基础功能上，应能满足CAN/LIN总线的报文调度建模、信号解析逻辑仿真等需求，支持总线负载率计算与风险分析，无需为冗余的高级功能支付额外费用。针对车载以太网的基础建模，软件需提供TCP/IP协议栈的简化模型，能模拟高带宽数据传输场景下的延迟特性，验证自动驾驶传感器数据的传输可靠性，功能聚焦且易于上手。性价比还体现在工具的授权模式上，支持按模块订阅或按项目周期付费的软件，能大幅降低中小团队的入门成本。此外，具备良好的模型兼容性，可与主流车载诊断工具、测试设备的数据格式互通，减少数据转换过程中的工作量，间接提升开发效率，这样的软件能在满足车载通信建模基本需求的同时，将成本控制在合理范围。仿真验证MBD好用的软件，能搭建多场景验证环境，快速检验系统功能，减少开发问题。湖北基于模型设计的数字化设计平台

仿真验证系统建模，能将抽象逻辑转为可执行模型，经多场景仿真保障可靠性。湖北基于模型设计的数字化设计平台

机械臂DH参数建模MBD借助图形化建模工具，将机械臂的连杆长度、关节转角、连杆偏距等结构参数转化为规范化的运动学模型，实现对机械臂运动轨迹的准确仿真。在建模过程中，按照DH法则确立各连杆的坐标系，通过矩阵运算构建相邻关节间的变换关系，从而自动求解机械臂末端执行器在三维空间中的位姿。基于MBD流程，可对DH参数进行参数化调整，仿真不同参数组合下机械臂的工作空间范围与运动灵活性，快速筛选出符合设计需求的结构参数。对于多关节机械臂，需构建包含全部DH参数的整体运动学模型，考虑关节间的耦合效应，模拟复杂运动轨迹下各关节的角度变化曲线，为轨迹规划算法的开发提供精确的仿真对象，同时可衔接动力学分析模块，计算不同运动状态下的关节驱动力矩，为机械臂的结构优化与驱动选型提供数据支撑。湖北基于模型设计的数字化设计平台