[发明专利]一种基于Modelica的联合仿真系统及其构建方法

说明书

本申请公开了一种基于Modelica的联合仿真系统及其构建方法，首先在各建模软件中建立子系统模型，可以使用多种不同的建模软件和语言，如在Visual Studio建立C语言模型、在Simulink中建立Simulink模型、AMESim中建立AMESim模型、Visual Studio建立Fortran语言模型等；然后将各子系统模型编译生成动态链接库，动态链接库中应该包含模型仿真接口、模型求解器；再利用Modelica的外部函数机制将各个子计算模型封装为子系统Modelica模型；最后用Modelica语言编写主控模型，定义各子系统模块的采样步长，利用主控端的求解器对各子系统的进行调度，实现系统的数据同步。本技术可支持多建模软件、多语言建模，并且将系统仿真划分为系统调度和子系统计算，将各子系统都放在单独的进程中进行求解，提高系统的求解速度。

技术领域

本申请涉及建模仿真技术领域，具体而言，涉及一种基于Modelica的联合仿真系统及其构建方法。

背景技术

随着科学技术的发展，工程系统涉及的学科领域也不断扩大，如机械、电子控制、液压、电气、计算机网络等。建模及仿真技术目前已经成为支撑工程系统开发的有效工具，而不同学科领域通常有其独特的建模及仿真分析软件。目前随着多领域统一建模语言Modelica的发展，将不同领域的模型用同一种建模语言描述已成为可能。但是由于历史原因、使用习惯、经验积累、知识产权及不同领域建模的特点等，各异构模型之间不能和谐联合仿真，在短期内实现模型描述及求解的统一并开放是不现实的，不同领域建模工具必然长期存在。

除此之外，还存在下述问题：

系统仿真复杂而综合，各个子系统之间耦合度高，导致大系统构建复杂；

因上述技术问题的存在，同时也会导致系统的求解速度。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种基于Modelica的联合仿真系统及其构建方法，以解决目前的问题。

本申请技术采用本申请技术提出的基于Modelica的联合仿真系统，可支持多建模软件、多语言建模，并且将系统仿真划分为系统调度和子系统计算，将各子系统都放在单独的进程中进行求解，提高系统的求解速度。

本发明提供一种基于Modelica的联合仿真系统及其构建方法，实现各异构模型的联合仿真。首先在各建模软件中建立子系统模型，可以使用多种不同的建模软件和语言，如在Visual Studio建立C语言模型、在Simulink中建立Simulink模型、AMESim中建立AMESim模型、Visual Studio建立Fortran语言模型等；然后将各子系统模型编译生成动态链接库，动态链接库中应该包含模型仿真接口、模型求解器；再利用Modelica的外部函数机制将各个子计算模型封装为子系统Modelica模型；最后用Modelica语言编写主控模型，定义各子系统模块的采样步长，利用主控端的求解器对各子系统的进行调度，实现系统的数据同步。

为了实现上述目的，本申请提供了如下技术：

一种基于Modelica的联合仿真系统，包括：

子系统建模软件，其目的在于用于搭建各子系统模型，同时提供编译导出功能，将子系统模型导出动态链接库；

动态链接库，其目的在于将子系统模型导出为动态链接库；

子系统Modelica模型，其内部设有Modelica的外部函数机制，子系统Modelica模型的目的在于将导出的动态链接库用Modelica的外部函数封装的Modelica模型；

主控模型，其目的在于负责对各个子系统Modelica模型的时序控制、仿真调度，其采用Modelica语言编写；

主控端仿真软件，其目的在于用来运行产生的主控模型。