[发明专利]一种强非线性Modelica系统模型的频率特性估算系统及方法

摘要

本发明公开了一种强非线性Modelica系统模型的频率特性估算系统及方法，该系统包括系统模型构建模块、频率估算输入模块、频率测试信号创建模块、系统模型求解模块、频率特性计算模块和频率响应图绘制模块；该方法包括构建系统模型，定义频率估算的IO接口和频率范围，创建测试信号，根据测试信号编译求解系统模型，计算频率特性，绘制频率响应图。本发明主要通过采用Modelica建模分析技术来实现系统频率特性的估算，解决了大规模复杂异构系统的模型开发问题，同时通过基于扫频分析方法与原理，有效地解决了一类强非线性Modelica模型获取系统的频率特性难题，为工业系统的控制回路设计提供了一种有效的、便捷的设计方法。

主权项

1.一种强非线性Modelica系统模型的频率特性估算系统，其特征在于：包括Modelica系统模型构建模块（1）、频率估算输入模块（2）、频率测试信号创建模块（3）、Modelica系统模型求解模块（4）、频率特性计算模块（5）以及频率响应图绘制模块（6）；所述Modelica系统模型构建模块（1）的功能为根据已经完成的真实系统的结构和原理，构建与真实系统相对应的Modelica系统模型；所述频率估算输入模块（2）的功能为根据已完成的真实系统的工作场景，对单输入多输出SIMO的Modelica系统模型，定义其频率估算的输入接口和输出接口，以及频率估算的频率范围；所述频率测试信号创建模块（3）的功能为根据所述频率估算输入模块（2）的定义，创建用于进行频率特性计算的测试信号SineStream，并将测试信号SineStream通过输入接口传递给待测的Modelica系统模型，用于Modelica的求解运算；所述Modelica系统模型求解模块（4）的功能为根据所述频率测试信号创建模块（3）创建的测试信号SineStream，利用仿真软件的编译器和求解器对Modelica系统模型进行编译求解，，求解结束后对输出信号按照不同频率分量进行分段，获得Modelica系统模型的IO仿真数据；所述频率特性计算模块（5）的功能为根据所述Modelica系统模型求解模块（4）得到的系统模型IO仿真数据，利用稳定判据将获得的IO仿真数据进行滤波处理，得到包含完整主频率分量的稳态数据，最后通过离散傅里叶变换计算出Modelica系统模型频率的幅频特性和相频特性；所述频率响应图绘制模块（6）的功能为根据所述频率特性计算模块（5）计算出的幅频特性和相频特性的结果，绘制典型的频率响应图，实现频率估算结果的可视化。