[发明专利]基于Modelica的步进电机伺服控制系统模型的构建方法

权利要求书

1.一种基于Modelica的步进电机伺服控制系统模型的构建方法，其特征在于，包括：

按照步进电机伺服控制系统的拓扑结构分解所述系统，得到多种模型；

根据所述多种模型，利用Modelica语言开发所述系统中对应的模型，构建基于Modelica的步进电机伺服控制系统模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在按照步进电机伺服控制系统的拓扑结构分解所述系统之前，所述方法还包括：

根据步进电机伺服控制系统的任务，确定所述系统的模型目标；

根据所述系统的工作原理，构建概念模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照步进电机伺服控制系统的拓扑结构分解所述系统，得到多种模型，包括：

按照所述系统的拓扑结构和物理特性，将所述系统通过数据抽象、接口分离和模块化设计分解，分解为多种一级模型，所述一级模型包括通用组件模型、基础元件模型、典型模块模型和系统模型；

遵循组件特性、元件特性、典型模块特性和系统类型的划分原则，对所述一级模型进行二次分解，得到二级模型；

其中，所述数据抽象为将所述系统模型中的共有特征抽离出来用一个抽象模型进行表达，所述接口分离为将不同组件与所述典型模块模型分开进行建模，在模型实例化的过程中声明组件属性，所述模块化设计分解包括所述步进电机伺服控制系统中分解出通用组件模型、基础元件模型、典型模块模型和系统模型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多种模型，利用Modelica语言开发所述系统中对应的模型，构建基于Modelica的步进电机伺服控制系统模型，包括：

利用Modelica语言开发所述系统中的通用组件模型，所述系统中的通用组件模型包括接口库、函数库、图标库和传感器库；

根据典型模块模型的拓扑和功能，开发所述系统中的基础元件模型，所述系统中的基础元件模型包括电力电子器件库、坐标变换库、信号源库、查表库、数学运算库和电源与接地库；

对所述系统中的通用组件模型和所述系统中的基础元件模型进行有序地组合和连接，形成所述系统中的典型模块模型；

根据所述系统的拓扑结构和控制策略，将所述系统中的典型模块模型进行有序地整合，建立基于Modelica的步进电机伺服控制系统模型。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用Modelica语言开发所述系统中的通用组件模型包括：

将不同函数、常量、单位、接口、传感器及图标分别整理为对应的库；

将各个对应的库统一划分，构成所述系统中的通用组件模型；

通过所述通用组件模型中的接口库中各种类型的接口，在各元件之间或各典型模块模型之间建立连接关系，连接各元件或各典型模块模型时接口的类型一致，所述接口的类型包括电接口、机械接口、热接口和控制接口；

基于所述连接关系，所述系统中自动建立满足广义基尔霍夫定律的非因果平衡方程。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述系统中的通用组件模型和所述系统中的基础元件模型进行有序地组合和连接，形成所述系统中的典型模块模型，包括：

基于所述系统中的通用组件模型和所述系统中的基础元件模型，采用面向对象的陈述式建模方式，构建所述系统中的各个典型模块模型。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述构建所述系统中的各个典型模块模型包括：

利用所述系统的基尔霍夫定律、等效电路或控制理论，推导出典型模块的数学模型的方程表达式；

利用Modelica语言，将所述数学模型转化为相应的Modelica模型，得到各个典型模块模型。