[发明专利]虚拟模型的增强

说明书

公开了一种用于自动生成物理组件的增强模型的方法。该方法包括：将输入模型读取到处理器中，该输入模型描述由输入模型建模的物理组件的标称操作模式；利用处理器解析输入模型以生成其解析；利用处理器分析输入模型的解析；以及基于该分析利用所述处理器从输入模型自动地写入物理组件的增强模型，该增强模型描述(i)被建模的物理组件的标称操作模式和(ii)被建模的物理组件的不同于标称操作模式的至少一个替换操作模式。合适地，根据第一方法和第二方法中的至少一个方法来进行分析。第一方法用于检测输入模型是否受到一种或多种故障的影响，包括：(i)灾难性的，(ii)电力流，和(iii)参数类型的故障；第二方法用于匹配组件的动态行为的特定方面，并适当修改这些匹配的方面以反映故障机制的动态。

本申请要求2015年12月31日提交的美国临时专利申请No.62/273,719和2015年12月31日提交的美国临时专利申请No.62/273,767的优先权，将上述两项申请通过引用整体并入于此。

背景技术

本发明的主题总体上涉及网络物理组件和/或系统建模领域。结合面向对象和/或例如Modelica等的其他类似的建模计算机语言发现特定的但不排他的相关性。因此本说明书有时对其进行具体引用。然而，应该认识到，本发明主题的各方面也同样适用于其他类似的应用和/或环境。

诸如Modelica的建模语言通常用来生成用于设计、分析和/或测试目的的物理组件和/或系统的虚拟模型和/或对其进行模拟。例如，被建模的物理系统和/或组件可以相当复杂或相当简单，并且可以包括例如电路或机动车辆或其他物理系统。例如，开源Modelica标准库(MSL)在诸如电子、机械和流体的域中包括约1280个组件的模型。网络物理组件建立于或依赖于计算和物理组件的协同作用，诸如在车辆、装配线和其他工程系统中发现的硬件平台上实现控制软件的系统控制器。例如，Modelica_LinearSystems2库包括连续和离散控制器的模型。MSL本身包含用于比例、积分和差分(PID)控制器的不同变体的模型。这些Modelica模型等已经越来越多地广泛用于各种项目。在本公开中，术语“物理组件”用于表示“物理”和“网络物理组件”中的任一个或两者。

然而，实际上，MSL模型等通常描述和/或只表示被建模组件的一种操作模式，即被建模的组件的标称或正确行为。也就是说，这些模型通常不会描述错误或其他非标称行为。例如，故障模式可以是短路或开路，或者无法运行的电动机或滑动制动器等。任何数量的差异机制(例如，磨损、材料疲劳、腐蚀等)可能导致被建模组件的故障操作。通常，可能期望测试和/或分析在故障模式或其他非标称模式运行的组件，例如出于诊断目的。然而，由于常规MSL模型等通常不描述这样的故障和/或其他非标称模式，因此对于在这样的故障和/或其他非标称模式下运行的被建模组件的诊断和/或其他测试可能是有问题的。

此外，损坏过程模型表示由于其服务环境作为例如负载、材料属性和尺寸等参数的函数而在系统组件中处于活动状态的失效机制所造成的损坏。在特定的系统配置和使用条件下运行可靠性模拟可能过于耗时和/或需要大量的人力。

与本说明书相关的一项工作是Saha等人于2013年8月15日提交的美国专利申请No.13/967,503，其全部内容通过引用明确并入在此。

总体来说，在此公开了用于自动和/或半自动地生成包括非标称行为模式的组件模型的新的和/或改进的方法和/或系统或装置。另外，它还允许研究组件故障在系统级别的影响，其可能用于改善关于稳健性、弹性和可靠性的系统设计。

发明内容

提供该简要描述是为了介绍与本发明主题相关的概念。本发明内容不是旨在标识所要求保护的主题的必要特征，也不旨在用于确定或限制所要求保护的主题的范围。以下描述的实施例不旨在穷举或将本发明限制于以下详细描述中公开的精确形式。而是，选择和描述这些实施例使得本领域的其他技术人员可以认识和理解本发明主题的原理和实践。