[发明专利]基于Modelica语言的航天器环热控系统建模仿真方法

权利要求书

1.一种基于Modelica语言的航天器环热控系统建模仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将系统建模仿真和Modelica语言的技术体系相结合，形成面向对象的陈述式环热控系统建模方式，从而构建非因果式的环热控系统模型库；

步骤二，根据非因果式的建模仿真需求，开发环热控系统的建模仿真系统，从而实现组件模型和环热控系统模型的构建、管理及仿真分析。

2.根据权利要求1所述的基于Modelica语言的航天器环热控系统建模仿真方法，其特征在于，所述步骤一包括：

S102，确定所述环热控系统模型的目标；

S104，构建所述环热控系统的原理框图，作为概念模型，用于辅助分析所述环热控系统的主要现象的原理和机制；

S106，对所述环热控系统的概念模型进行组件分解和主体分解，以用于构建所述环热控系统模型；

S108，建立通用化的基础模型，从而构建包括组件模型在内的上一级模型；

S110，对所述环热控系统模型的所有连接器进行设计，并确定一组连接器变量，从而使得所述环热控系统内的组件通过所述连接器与其相连的组件进行交互通讯；

S112，基于所述基础模型和所述连接器的种类及其变量，指定所述陈述式环热控系统建模方式；

S114，采用所述陈述式环热控系统建模方式，单独建立所述环热控系统中的每个组件模型；

S116，基于建立的所有组件模型，按照所述环热控系统分解后的典型组件的种类进行分类，并交由模型库进行管理，从而构建所述环热控系统模型库。

3.根据权利要求2所述的基于Modelica语言的航天器环热控系统建模仿真方法，其特征在于，在S102中执行：

根据所述环热控系统的动态分析任务，确定所述环热控系统模型的目标和扩展用途；

确定通过所述环热控系统模型能获得的信息和不考虑信息。

4.根据权利要求2所述的基于Modelica语言的航天器环热控系统建模仿真方法，其特征在于，在S106中执行：

进行所述组件分解：通过对所述环热控系统的分析，根据结构物理边界和模型假设，将所述环热控系统分解为典型组件，从而帮助构建所述环热控系统模型；

在所述组件分解的基础上，进行所述主题分解：将一部分组件模型共同的属性集合在一起，形成用于重用的超级模型；

其中，所述典型组件至少包括：密封舱组件、气瓶组件、阀门组件、热力组件、管道组件，以及所述超级模型至少包括：容积基类模型、流动基类模型和连接器模板模型。

5.根据权利要求2所述的基于Modelica语言的航天器环热控系统建模仿真方法，其特征在于，

所述基础模型至少包括：容积模型、流动模型和传热模型，其中，所述容积模型用于表示流体的能量守恒和质量守恒属性；所述流动模型表示流体的动量守恒属性，所述传热模型表示流体与固体表面的传热属性；

所述连接器至少包括：流体连接器、热连接器、平动机械连接器和转动机械连接器，以及所述连接器变量至少包括流变量、势变量和附流变量，其中，所述组件模型与外界的交互通信是通过连接器之间的通讯来实现的，并且所述连接器之间的通讯不指定方向而按需自由连接，从而生成非因果的连接方程且不指定求解顺序。

6.根据权利要求2所述的基于Modelica语言的航天器环热控系统建模仿真方法，其特征在于，在S114中执行：

将每个组件的物理模型转化为以数学方程表达的具有非因果特性的数学模型；

将所述数学模型转化为数值模型，并给定预设的边界条件和初始值，其中，所述数值模型可直接仿真；

采用所述Modelica语言，将所述数值模型加以实现，从而得到所述组件模型；

将所述组件模型连接到所述环热控系统模型中进行仿真，并将组件仿真结果与预期理论结果进行比对、修改和完善，从而得到符合预设要求的组件模型。