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...     

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.     

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。     

Modelica动态组件建模与仿真

Modelica模型中,组件视图表达了模型的内部组成及组件之间的关系,是Modelica模型不可或缺的重要部分。介绍组件视图的内容与Modelica表达,并提出一种在组件视图进行动态仿真的方法,通过水箱的建模与仿真过程,直观地演示模型中状态变量在仿真过程中的动态变化,并在MWorks平台中实现动态组件库中定义的图形动态属性annotation字段和常用动态组件,展示准确的组件视图动态仿真效果。     

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.     

Modelica中数组机制的研究与实现

深入探讨了多领域物理系统统一建模语言Modelica数组机制的特点，研究并解决了类型检查、下标处理、数组运算、方程生成等数组机制的关键技术，提出了基于树型结构的数组运算。在MWorks系统下实现了配套数据结构及算法，详细阐述了从数组声明、语义解析直到生成平坦化方程的整个过程，完整实现了Modelica数组机制，并成功应用于数组实例建模与仿真。最后给出了MWorks系统上的数组模型实例。     

房间空调器稳态性能仿真

房间空调器制冷系统是一个复杂的多输入多输出系统,研究稳态运行时其部件参数对系统性能的影响即空调器稳态性能仿真,是装置优化设计的基础和前提.根据空调各部件的装置仿真用数学模型并综合考虑各部件之间的耦合关系,采用Modelica语言建立了空调稳态性能仿真模型库.基于上述模型库建立了反映各变量和系统性能关系的空调制冷系统仿真模型,在MWorks平台上进行仿真.仿真结果证明,模型可以用于对空调的参数优化,对空调整体性能的改进具有重要的意义.     

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.     

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.     

面向性能仿真的非连续微分代数模型的指标分析

针对物理系统性能仿真形成的非连续高指标微分代数模型,提出一种基于加权二部图的指标转换方法．该方法将微分代数系统表示为加权二部图,基于二部图匹配算法可以判定微分代数系统是否为高指标系统．对于高指标系统,采用文中方法可以找出需要求导的最小结构奇异方程子集,以便将高指标系统转换为低指标形式．最后,针对定结构与变结构的非连续微分代数模型给出了相应的指标分析策略．文中策略与相关算法已在基于Modelica语言的建模仿真平台MWorks上实现．     

基于表达式树的Modelica单位检查和推导

针对多领域物理系统统一建模中,提高复杂模型的质量与可靠性的迫切需求,阐述了Modelica语言对单位的支持方式以及单位之间换算和运算的规则,并基于对表达式树的遍历操作,给出了单位检查与推导机制的实现方案。通过分析该方案的时间复杂度,针对其影响效率的主要因素进行了优化。最终将该方案在多领域统一建模仿真平台MWorks上得以实践,以Modelica标准库中的模型为实例,证明了方案的可行性。     

多领域建模语言Modelica类型解析研究与实现

类型解析是编译器开发的一项重要工作,也是语义分析的一个最重要组成部分。基于Modelica建模语言,研究了编译器类型系统的作用域、类型检查等关键技术,提出了类型系统的解析和查找机制,实现了类型检查及错误处理机制,并在多领域物理系统建模与仿真平台MWorks系统中得到应用。     

基于Modelica的异步电机建模仿真

为进行异步电机涉及的机械、电气和控制等多个领域的整体设计优化和性能分析,对其进行多领域统一建模仿真.基于Modelica在MWorks平台上建立异步电机的元件模型库及整机模型,并进行仿真分析;通过与实验结果的对比验证该模型的有效性.该模型基于多领域建模语言建立,对实现异步电机的多领域统一建模以及整体设计和性能分析提供一...     

基于MNF文件的柔性体云图动画的实现

针对国内拥有自主知识产权的多领域仿真系统中柔性体仿真功能较弱的问题,基于浮动坐标法,采用MNF文件,在多领域系统建模与仿真平台MWorks上,借助ACIS和HOOPS图形引擎,实现柔性体三维云图动画显示的功能.介绍柔性体仿真系统的组成以及MNF文件的内容与作用,阐述柔性体云图动画实现的几项关键技术,包括几何模型的创建、...     

基于MWorks与Simulink的联合仿真

针对多领域统一建模和仿真问题,介绍模型耦合、求解器耦合和进程耦合等3种联合仿真途径,从模型的数学原理和软件架构方面研究多领域建模仿真平台MWorks与MATLAB/Simulink之间基于模型耦合的联合仿真,并基于Simulink的S-function和MWorks的COM实现两个建模仿真软件之间的联合仿真.多领域模型实例证明该联合仿真软件有效,可拓展Simulink的应用范围.