Modelica模型的序列化方法

Modelica是一种基于方程的陈述式建模语言,它具有面向对象、数组化表示、连续离散混合和可重用等多种特征,基于Modelica构建的模型和模型库通常规模庞大且结构复杂。编译Modelica模型的时间开销较大。本文从Modelica模型编译的角度出发,结合现有的序列化方法,提出以模型序列化来取代模型编译的部分工作,从而达到提升Modelica模型编译效率的目的。文中实现的Modelica模型序列化技术已在多领域物理系统建模与仿真平台MWorks中进行了验证与应用。     

基于Modelica的多领域建模与联合仿真

为实现多领域建模仿真环境与其他仿真环境的联合仿真,提出基于Modelica多领域建模的联合仿真方案.该方案基于Modelica多领域模型的连接机制,通过Modelica模型与Simulink模块的转换机理,实现在S-Function联合仿真框架下的联合仿真.基于Modelica的多领域物理系统建模仿真工具MWorks与...     

一种结合MDA的高阶模型转换方法

模型转换是MDA的关键技术,也是MDA的研究热点。目前,不同的MDA开发平台都有一套相对独立的开发技术和转换框架,这使平台之间缺乏兼容性,模型转换代码重用困难。究其原因是缺少一种与具体转换语言相对应,且与平台无关的转换规则模型。为了解决以上问题,将高阶模型转换的思想与模型驱动软件开发相结合,提出了一种构造模型转换规则的高阶转换元模型,并以ATL语言为例展示了高阶转换元模型的使用方法;最后通过一个实例验证了该方法的可行性和可用性。该方法提高了模型转换语言的抽象层次,降低了模型转换语言的重用难度,在一定程度上解决了模型转换技术不兼容的问题。     

从Executable UML模型到J2ME程序

嵌入式系统由于功能的特定性和底层硬件的多样性,使得其代码的重用和易移植性一直是困扰开发者的一大难题。模型驱动体系结构（MDA）是OMG组织提出的一种新的软件开发方法。MDA将关注点集中于业务模型,把平台相关内容和不同的实现技术从中剥离,并利用工具遵循一定的转换规则,实现其到特定平台的自动转换,最终得到目标平台上的代码。MDA针对解决复用和移植问题提出了新的解决途径,在嵌入式系统开发中有广泛的应用前景。本文在研究基于MDA的嵌入式系统开发途径的基础上,提出了一个从ExecutableUML模型到J2ME平台下JAVA气代码的转换框架。     

一种基于Modelica语言的混合系统DEVS模型架构

Modelica语言采用微分方程描述系统,此外它还具备面向对象编程语言的特性,因此它不仅适用于连续系统的建模,还支持离散系统的模型架构。因此,可以将Modelica作为一种混合系统的建模语言。提出了一个Modelica语言描述的DEVS（Discrete E Vent System specification离散事件系统规范）模型架构,并通过对模型的编译过程产生C＋＋代码,获取了同时描述连续系统和离散系统建模的能力。最后给出了用Modelica语言描述的一个飞机导航控制连续一离散仿真系统的例子。     

元模型支持下的模型转换

模型转换是MDA的核心思想,包括模型到代码的转换和模型到模型的转换。文章所提出的模型转换方法用元模型表示转换规则,通过基于图转换的模型转换,最终得到目标模型的元模型表达。元模型支持下的模型转换可以对转换规则进行精确的描述,使转换具有明确的语义,更便于工具实现。     

一种模型转换的编织框架

模型转换是MDA(model driven architecture)的核心技术之一,也是目前MDA研究的热点.目前,MDA范畴内存在多种模型转换方法和工具,它们之间的异构性造成了模型转换代码重用的困难,并使学习和使用模型转换方法的成本增加.受到模型编织技术的启发,提出了一种基于QVT(model query/view/transformation)规范的模型转换编织框架QMTW(QVT-based model transformation weaving framework)来解决以上缺点.展示了模型转换编织的概念、语义、元模型和语法,以及到目标语言的转换定义,并以一个具体实例说明了本框架的使用方法和优点.QMTW提高了模型转换的抽象层次,统一了多种模型转换语言,并支持OMG最新的模型转换规范,在一定程度上消除了模型转换技术的异构性,同时具有简单、规范、扩展性强3个优点.     

支持MDA的设计模式建模与模型转换方法研究

设计模式是描述某一类问题的通用解决方案,可以提高软件开发的可重用性,但在设计模式建模中存在模式消失和模式组合复杂化等问题,模型的可扩展性低,不利于模型到代码的自动化转换。由此,在MDA框架下,引入角色的建模思想,提出了一种基于Ecore的设计模式建模和模型转换方法,该方法在元模型层抽象并扩展了设计模式通用元素的元模型,使得不同的模式组合模型通过对相同的模式元素元模型进行转换可以获得相应的应用模型,从而增强了设计模式建模的可扩展性和模型转换的通用性,为MDA框架中设计模式建模和模型转换提供了一种有效的途径。     

一种谱分析的Matlab与VHDL代码转换方法

本文讨论由Matlab生成VHDL代码的原理,并介绍了利用System Generator及DSP Builder将Simulink模型转换为VHDL代码的方法。这样设计者可以利用Simulink高层次的设计仿真工具进行系统级设计,有助于在设计早期发现错误和应对系统复杂性不断增加的挑战,使用集成转换工具能够方便地进行VHDL代码的生成并进行硬件测试,极大地提高了设计效率。     

基于元建模的实时系统模型转换方法研究

通过模型转换将UML模型转换为形式化模型并进行模型检验是软件工程研究领域的热点,然而传统的模型转换多是ad-hoc式的.转换规则复杂且难以重用.本文针对这一研究现状,通过元建模实现MARTE到时间自动机模型的转换,从而提出一种基于元建模的实时系统模型转换方法.该方法有效的分离了语法转换与语义转换,框架标准的支撑使得转换易于重用.最后通过一个实例来说明该方法的可行性与有效性.     

支持Modelica模型的半物理仿真系统设计及关键技术

针对当前基于MATLAB/SIMULINK的半物理仿真（Hardware in Loop Simulation,HILS）系统中不支持多领域建模、联合仿真模型转换过程复杂且存在误差等问题,提出基于Modelica和建模仿真软件MWorks进行HILS的方法,分析其所涉及的建模方法、实时仿真接口和代码生成等关键技术,并以此为基础构建支持Modelica模型的HILS.以前起落架转向系统和起落架收放系统为应用实例,建立HILS平台,对该方法进行验证.仿真结果表明该方法可行,结果可信度高.     

基于Simulink模型确定计算顺序的研究

将Simulink仿真与代码生成相结合具有很大的实用价值。通过分析Simulink模型特点,将模型转变为C语言代码可达到模型仿真和代码生成相结合的目的,而其中亟需解决的问题是在生成代码过程中计算顺序的确定。通过提取Simulink模型文件中的信息来分析Simulink模型中模块的特性,并将模块间的关系以图的形式存储进而得到Simulink模型中模块间的依赖关系。由模块特性和模块间依赖关系得出两种计算顺序:考虑到底层模块的模块化计算顺序和顾及子系统的层次化计算顺序。通过分析比较这两种计算顺序,发现层次化计算顺序优于模块化计算顺序。最后对Simulink自带的f14模型的测试说明了两种计算顺序是可行的。     

支持网络建模和仿真的Modelica模型管理框架

针对基于Modelica的多领域仿真模型组织方式不能支持模型的网络化共享控制及网络环境下在线建模仿真的问题,提出一种支持网络环境下建模与仿真的Modelica模型管理框架。首先分析了现有Modelica模型组织方式在支持网络多用户模式下的模型共享及建模仿真方面的问题,然后提出了基于数据库与文件仓相结合解决方案,既支持Modelica知识模型的网络共享,又支持网络环境在线建模与仿真。最后基于该模型管理框架开发实现基于网络的多领域统一建模仿真平台。     

MWorks与FLUENT的协同仿真方法和实现

Modelica技术难以仿真动态特性在空间上非定常分布的流动、传热和燃烧等复杂问题,因此提出一种基于MWorks与FLUENT的协同仿真方法,设计协同仿真的耦合方式、数据交换机制和仿真架构,利用Modelica外部函数、MWorks仿真用户接口和FLUENT UDF编写协同仿真程序.以某单向阀为研究对象对此协同仿真方法的有效性进行验证.所提出的方法可实现Modelica技术与CFD技术的优势互补,能够为多领域系统仿真提供新的解决方法.     

基于Matlab的STM32软件快速开发方法

为实现高效的C语言代码编写,将Matlab／Simulink应用在基于ARMCortex—M3内核STM32微控制器的嵌入式系统软件开发中。利用专门针对STM32系列微控制器开发的Simulink模块库RapidSTM32及其工具套件,对嵌入式系统进行建模与仿真。仿真成功后,在模型编译器中把其翻译成高效的MDKC语言代...     

基于模型的嵌入式开发环境——LambdaMDE

面向嵌入式软件的开发工具目前正在从基于代码的传统开发环境向基于模型的开发环境发展。为此,研究了一个基于模型的嵌入式开发环境LambdaMDE,在LambdaPro的基础上集成OSATE和Simulink模型开发工具以及其他相关工具,包含了建模、仿真验证、代码生成和测试等嵌入式软件开发的全过程。符合嵌入式软件开发工具发展趋势,具备了相应的理论、技术和产品基础。     

Computer-aided physical multi-domain modelling: Some experiences from education and industrial applications

For the purposes of this paper, computer-aided physical modelling means a type of modelling in which a computer-aided approach is used, with the basic aim being to maintain the physical structure of a real system or its topology as much as possible in the model. Bond graphs represent a very efficient and traditional approach. However, new, object-oriented and multi-domain tools based on the Modelica language are more appropriate for industrial staff or for the people who do not have a deep insight into modelling and simulation. In this paper we describe several educational and industrial application projects in the Dymola–Modelica environment: a process-systems library, two mechanical systems (an inverted pendulum and a laboratory helicopter), a model of thermal and radiation flows in buildings and two models of processes in mineral-wool production, i.e., a pendulum system and a recuperator system. We describe some experiences from these projects, but also from a more general use of the Matlab–Simulink and Dymola–Modelica environments over many years. One simple conclusion is that we need to educate with two approaches: a more physical and advanced acausal Modelica-like approach, but also a more traditional causal or block-oriented approach according to the historical CSSL standard. The important advantages and disadvantages of both approaches are described. The Modelica-based approach enables true ‘physical’ modelling with fully reusable components. However, there is a particular danger, i.e., users occasionally forget some basic modelling principles when using sophisticated libraries. The result is a very complex modelling structure that is relatively inefficient for the simulation and sometimes has many numerical problems. It is usually very difficult to detect the real reasons for that.