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。     

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。     

基于Modelica的半物理仿真硬件接口控制技术

针对半物理仿真（Hardware in Loop Simulation,HILS）中Modelica模型无法直接控制硬件设备的问题,基于Modelica研究硬件板卡接口控制模块与多领域仿真模型的统一表达技术.分析可视化模型方程表达机理,建立硬件板卡的接口模型库,从而在同一建模环境中实现多领域物理模型与硬件设备的关联,并实现Modelica离线数字仿真模型至HILS模型的直接转换,为基于Modelica的HILS应用提供技术支持.电机转速控制HILS结果表明该方法可行.     

基于SysML和Modelica的复杂机电产品系统设计与仿真集成

系统仿真是辅助系统设计的一种重要手段,如何将系统设计与系统仿真有机结合,从而支持设计工作的高效开展,是一项重要的研究课题.针对这一问题,基于系统工程标准建模语言SysML和多领域仿真建模语言Modelica提出一套系统层设计与仿真集成方法.首先基于元对象机制分析和比较了SysML和Modelica的元模型;然后以Modelica元模型为基准,构造了面向Modelica的SysML扩展包M-Design;最后依据扩展的SysML和Modelica元模型定义了二者之间的映射规则,从而实现SysML设计模型向Modelica仿真模型的自动转换.以储水池系统为例,展示了复杂机电系统的设计和仿真的集成过程.     

基于Modelica的弹道导弹三自由度仿真

基于面向对象思想在Modelica语言平台上开发了弹道导弹三自由度仿真系统。在导弹三自由度动力学模型基础上,通过系统分解、功能实现和系统搭建3个步骤建立了Modelica语言平台上的仿真模型。所建立的仿真模型充分利用了Modelica语言的优势,具有较好的通用性和灵活性。最后,将建立的Modelica仿真模型与相应的C＋语言版本仿真系统进行了对比,结果表明全弹道仿真的结果位置误差在10m以内。     

基于Modelica的MEMS系统级多领域建模与仿真

分析了现有的MEMS系统级建模与仿真方法,讨论了运用Modelica语言进行面向对象的非因果关系建模方法,建立了基于Modelica的电容式微型静电致动器系统级模型,仿真结果证明了Modelica用于MEMS系统级多领域仿真的可行性.     

基于Modelica的虚拟电工电子网络实验室设计

为方便学生通过互联网进行电类课程实验,设计一种基于Modelica的虚拟电工电子网络实验室iEEVL。该实验平台利用Modelica进行多课程的统一建模,涵盖电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、微电子器件、单片机原理、数字信号处理原理与技术等课程。仿真结果表明,该平台具有较好的可扩展性,用户可以通过建立新的Modelica模型进行实验。     

基于Modelica/Dymola的微谐振器建模与仿真

针对MEMS的多领域耦合和系统级的快速建模与仿真要求,提出研究关于微型梳状静电谐振器建模与仿真方法.为提高系统的稳定性,减少误差,采用了基于Modelica/Dymola的非因果关系建模方法及流程,以梳状谐振器机电耦合模型的自然形式方程为基础,以Modelica语言建立非因果关系的仿真模型,借助于Dymola平台对振子的位移/速度曲线进行仿真.仿真结果与理论验证相符,表明Modelica具有建模过程简单、建模速度快和仿真精度高等优点,适合于MEMS多领域建模与仿真研究.     

Simulink模型到Modelica模型转换技术

针对Simulink模型重用到更高阶的Modelica平台上的需求,分析Simulink模型的数学本质和代码表达,以及Modelica对外部函数和外部类的支持,重用Simulink模型转换生成的S function目标C代码,实现Simulink模型到Modelica模型转换.     

Using a Discrete-Event System Specifications (DEVS) for designing a Modelica compiler

We introduce a new architecture for the design of a tool for modeling and simulation of continuous and hybrid systems. The environment includes a compiler based on Modelica, a modular and a causal standard specification language for physical systems modeling (the tool supports models composed using certain component classes defined in the Modelica Standard Library, and the instantiation, parameterization and connection of these MSL components are described using a subset of Modelica). Models are defined in Modelica and are translated into DEVS models. DEVS theory (originally defined for modeling and simulation of discrete event systems) was extended in order to permit defining these of models. The different steps in the compiling process are show, including how to model these dynamic systems under the discrete event abstraction, including examples of model simulation with their execution results.     

基于笛卡尔方法的多体系统Modelica表示

针对Modelica多体建模过程较为繁琐、创建模型不够直观的问题,在研究多体系统由物理模型到数学模型再到Modelica表示的完整映射过程的基础上,采用笛卡尔方法,以多体动力学建模软件InteDyna为建模前端,在多领域物理系统建模仿真工具MWorks中实现多体系统三维可视化建模与仿真.双摆实例表明该方法有效.     

Development of a Modelica Compiler Using JastAdd

This paper describes experiences from implementing key parts of a compiler for Modelica, an object-oriented language supporting declarative modeling and simulation of complex physical systems. Our implementation uses the attribute-grammar based tool JastAdd. In particular, we discuss the implementation of Modelica name analysis which is highly context-dependent, type analysis which is based on structural subtyping, and flattening which is a fundamental part of the Modelica compilation process.of so called modifications, Modelica.     

Modeling and optimization of manufacturing process performance using Modelica graphical representation and process analytics formalism

This paper concerns the development of a design methodology and its demonstration through a prototype system for performance modeling and optimization of manufacturing processes. The design methodology uses a Modelica simulation tool serving as the graphical user interface for manufacturing domain users such as process engineers to formulate their problems. The Process Analytics Formalism, developed at the National Institute of Standards and Technology, serves as a bridge between the Modelica classes and a commercial optimization solver. The prototype system includes (1) manufacturing model components’ libraries created by using Modelica and the Process Analytics Formalism, and (2) a translator of the Modelica classes to Process Analytics Formalism, which are then compiled to mathematical programming models and solved using an optimization solver. This paper provides an experiment toward the goal of enabling manufacturing users to intuitively formulate process performance models, solve problems using optimization-based methods, and automatically get actionable recommendations.     

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.