用python自动化仿真HFSS，超简易

2016-09-20 本文已影响4630人 treelake

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。

本文英文原文来自codypiersall

运行环境

python 2.7 / 3.4及以上
Ansys HFSS16（2015.1.0）
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

[可用参考文档](http://arrc.ou.edu/~cody/hfsslib/hfsslib/)

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