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用python自动化仿真HFSS,超简易

2016-09-21 20:22 出处:未知 人气: 评论(0

python是一款适用性极强的编程语言。一直期待HFSS(三维全波电磁场仿真的行业标准)能有python接口。后知后觉的本人才发现原来HFSS16(2015版本)已经不止支持VB脚本,还增加了python支持,当然它用的是Ironpython,基于.NET,和Cpython还是有一定区别,Numpy和Scipy这些库的使用上可能还存在问题。正好网上有牛人已经写好了使用指南,我就当下搬运工,希望有更多的人参与来发展hfss的python自动化仿真。

运行环境

  1. python 2.7 / 3.4及以上
  2. Ansys HFSS16(2015.1.0)
  3. win7 64位

引入

  • 当你发现你在HFSS中做一个重复性任务时,你可以通过自动化来节省时间。
  • 当你想要使用HFSS的脚本时,最简便的办法是利用脚本记录功能弄清楚HFSS是怎样编写脚本的。几乎所有你在HFSS用户界面做的事你都可以使用脚本做到。

  • 再次强调,找出如何使用脚本的最快的方式是在图形化用户界面记录一个脚本,看这个脚本是怎么说的。

  • 录制脚本文件:Tools → Record Script to File,然后做些你想被录制的事,如改变工作频率,某些设计变量。 

    脚本录制操作

  • 结束脚本录制:Tools →Stop Script Recording。

  • 如果你想改变Setup8的工作频率,如800MHz,然后改变一个设计变量N为7,你需要得到类似的一个脚本:

    # ----------------------------------------------
    # Script Recorded by ANSYS Electronics Desktop Version 2015.0.0
    # 10:04:03  May 13, 2015
    # ----------------------------------------------
    import ScriptEnv
    ScriptEnv.Initialize("Ansoft.ElectronicsDesktop")
    oDesktop.RestoreWindow()
    oProject = oDesktop.SetActiveProject("AntennaTemplate2")
    oDesign = oProject.SetActiveDesign("HFSSDesign1")
    oDesign.ChangeProperty(
      [
          "NAME:AllTabs",
          [
              "NAME:HfssTab",
              [
                  "NAME:PropServers",
                  "AnalysisSetup:Setup8"
              ],
              [
                  "NAME:ChangedProps",
                  [
                      "NAME:Solution Freq",
                      "MustBeInt:="           , False,
                      "Value:="               , "800MHz"
                  ]
              ]
          ]
      ])
    oDesign.ChangeProperty(
      [
          "NAME:AllTabs",
          [
              "NAME:LocalVariableTab",
              [
                  "NAME:PropServers",
                  "LocalVariables"
              ],
              [
                  "NAME:ChangedProps",
                  [
                      "NAME:N",
                      "Value:="               , "7"
                  ]
              ]
          ]
      ])
  • 你不用完全弄清脚本是怎么做到这些事情的。前四行只是注释,没有做任何事。5-9行只是样板:初始化软件,指定活动的工程来让我们可以真正操作它。剩下的两个 ChangeProperty 就分别是将Setup8的工作频率改为800MHz和改变设计变量N为7的全部代码了。

  • 我录制的脚本示意图

改变扫描频率得到的脚本

  • 你可以使用用户界面同样也可以利用脚本来做许多不同的事:

    • 导出DXF文件

    • 改变材料

    • 运行分析

    • 导出报告

    • 打开一个工程

    • 创建一个模型

    等等。

完全自动化(使用命令行)

  • 我们的目标是编写脚本而完全不用与界面人工交互——比如不用我们手动打开HFSS来运行脚本。
  • 很简单,在命令行中,只需要输入 ansysedt -RunScript my_script.py ,或者你不希望在脚本运行结束后HFSS仍然打开着,使用 ansysedt -RunScriptAndExit my_script.py 命令。

  • 你还可以使用Matlab调用hfss,通过使用系统函数:

    system('"C:\Program Files\AnsysEM\AnsysEM16.0\Win64\ansysedt.exe" -RunScriptAndExit "my_script.py"')

    在这里,你需要提供HFSS的完整运行路径,通过右击HFSS图标-属性-目标获取它。

  • 此外要注意的是,当你尝试在命令行中运行脚本时,该脚本必须是完全独立的。这意味着你不能指望任何已经打开的项目。应该遵循的策略是让你的脚本打开一个项目或创建一个新的项目。

一些实例

下面是一些示例脚本,它们仅与HFSS16兼容。

你可以在图形界面通过Tools运行脚本,也可以使用命令行的形式。

1. 创建一个新的工程

"""Create a new project"""
import ScriptEnv
ScriptEnv.Initialize("Ansoft.ElectronicsDesktop")
oDesktop.RestoreWindow()
oProject = oDesktop.NewProject()

2. 打开一个已经存在的工程

"""Open an existing project"""
import ScriptEnv
ScriptEnv.Initialize("Ansoft.ElectronicsDesktop")
oDesktop.RestoreWindow()
oDesktop.OpenProject("C:/Users/pier3595/Desktop/Project1.aedt")

3. 使用示例工程(下面的脚本都需要你在桌面上有 AntennaTemplate.aedt 文件, 下载链接 )

3.1. 改变工作频率并扫频

""""Change sweep solution frequency and a sweep frequency"""
# Locate the project file on your desktop
# These three lines are just plain Python, and have *nothing* to do with HFSS.
import os
project_file = os.path.join(os.path.expanduser('~'), 'Desktop')
project_file = os.path.join(project_file, 'AntennaTemplate.aedt')
import ScriptEnv
ScriptEnv.Initialize("Ansoft.ElectronicsDesktop")
oDesktop.RestoreWindow()
oDesktop.OpenProject(project_file)
oProject = oDesktop.SetActiveProject("AntennaTemplate")
oDesign = oProject.SetActiveDesign("HFSSDesign1")
oDesign.ChangeProperty(["NAME:AllTabs", ["NAME:HfssTab", ["NAME:PropServers", "AnalysisSetup:Setup8"],
            ["NAME:ChangedProps", [ "NAME:Solution Freq", "MustBeInt:=", False, "Value:=", "500MHz"]]]])
oDesign.ChangeProperty([ "NAME:AllTabs", ["NAME:HfssTab", ["NAME:PropServers", "AnalysisSetup:Setup8:Sweep1"],
            ["NAME:ChangedProps", [ "NAME:Start", "MustBeInt:=", False, "Value:=", "460MHz"]]]])
oDesign.ChangeProperty([ "NAME:AllTabs", [ "NAME:HfssTab", [ "NAME:PropServers", "AnalysisSetup:Setup8:Sweep1" ],
            [ "NAME:ChangedProps", [ "NAME: Stop", "MustBeInt:=", False, "Value:=", "540MHz"]]]])
  • 该脚本改变Setup8的工作频率到500MHz,并且改变Sweep1的起始频率为460MHz、截止频率为540MHz。但是它还做了一些事:他利用普通的python函数来找到你的桌面并且打开指定的文件。这使得脚本更加强大。只要你在桌面上有AntennaTemplate.aedt 文件,它就会运行。 能够使用python通用函数使得HFSS脚本编程非常强大有用 。该脚本使用了python的os模块。

3.2. 改变一个设计属性

  • 将变量ws的值修改为2mm:
    """"Change a design property."""
    # Locate the project file on your desktop
    # These three lines are just plain Python, and have *nothing* to do with HFSS.
    import os
    project_file = os.path.join(os.path.expanduser('~'), 'Desktop')
    project_file = os.path.join(project_file, 'AntennaTemplate.aedt')
    import ScriptEnv
    ScriptEnv.Initialize("Ansoft.ElectronicsDesktop")
    oDesktop.RestoreWindow()
    oDesktop.OpenProject(project_file)
    oProject = oDesktop.SetActiveProject("AntennaTemplate")
    oDesign = oProject.SetActiveDesign("HFSSDesign1")
    oDesign.ChangeProperty(["NAME:AllTabs", ["NAME:LocalVariableTab", ["NAME:PropServers", "LocalVariables"],
              ["NAME:ChangedProps", ["NAME:ws", "Value:=", "2mm"]]]])

使用扩展包来简化代码,拓展功能

  • pip install hfsslib
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本文标签: pythonHFSS

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