Modelica语言及其多领域统一建模与仿真机理

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1、第18卷增刊2系统仿真学报©Vol.18Suppl.22006年8月JournalofSystemSimulationAug.,2006Modelica语言及其多领域统一建模与仿真机理赵建军，丁建完，周凡利，陈立平（华中科技大学国家CAD支撑软件工程技术研究中心,武汉430074）摘要：详细介绍了Modelica语言及其主要特点，系统地阐述了Modelica语言的多领域统一建模与仿真原理，分析了Modelica语言适合于复杂系统建模的内在原因,探讨了基于Modelica语言的复杂产品建模方法，综述了基于Modelica语言的建模仿真工具研究现状,总结了采用Modelica语言

2、进行多领域统一建模的优势。关键词：多领域；统一建模；协同仿真；Modelica中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1004-731X(2006)S2-0570-04ModelicaandItsMechanismofMulti-domainUnifiedModelingandSimulationZHAOJian-jun,DINGJian-wan,ZHOUFan-li,CHENLi-ping(NationalCADSupportSoftwareEngineeringResearchCenter,HuazhongUniversityofScienceandTechno

3、logy,Wuhan430074,china)Abstract:Modelicaanditsmaincharacteristicswerefirstintroduced,andthenthemechanismofmulti-domainunifiedmodelingandsimulationwithModelicawasproposed.ThereasonthatModelicaissuitableformodelingcomplexsystemwasanalyzed.ThemethodforcomplexproductmodelingwithModelicawasdiscu

4、ssed,andthecurrentstatusofthedevelopmentofModelicabasedmodelingandsimulationtoolswasproposed.Finally,theadvantagesofmulti-domainunifiedmodelingwithModelicaweresummarized.Keywords:multi-domain;unifiedmodeling;collaborativesimulation;Modelica耦合关系。引言基于统一建模语言的方法对来自不同领域的系统构件随着建模技术和数值技术的发展，数学建模与仿

5、真在产采用统一方式进行描述，彻底实现了不同领域模型之间的无品设计中的作用越来越重要，已经成为测试和分析产品技术[2-5]缝集成和数据交换。Modelica语言是目前盛行的一种多性能的一项重要手段。然而，随着产品复杂度的不断提高，领域物理系统建模语言，它具备模型重用性高、建模简单方以及人们对产品各项性能的日益重视，使得产品设计过程中便、无须符号处理等许多优点。Modelica语言的建模思想在越来越多地需要考虑产品的整体性能。目前较为流行的不同很大程度上顺应了知识的可积累、可重用和可重构的指导原领域子系统单独仿真的做法已经不能满足复杂产品设计的则。Modelica语言的优秀特性使

6、得基于Modelica语言的多需要，针对复杂产品的建模与仿真技术正朝着多领域统一建领域建模方法具有非常显著的优势，必将成为今后多领域物模与协同仿真的方向发展。理系统建模的主流方法。[1]目前，多领域建模仿真方法主要有两种：一种是基于1Modelica语言高层体系结构(HighLevelArchitecture,HLA)的方法，另一种是基于统一建模语言的方法。HLA是一种支持分布式仿真Modelica语言是为解决多领域物理系统的统一建模与协的集成框架标准，它将由不同领域的仿真软件建立的模型划同仿真，在归纳和统一先前多种建模语言的基础上，于1997分为不同的联邦成员，并按照HLA

7、的规范进行集成以实现年提出的一种基于方程的陈述式建模语言。Modelica语言采协同仿真。因此，基于HLA的多领域建模方法实质上是一用数学方程描述不同领域子系统的物理规律和现象，根据物种模型集成方法，它需要得到各领域商用仿真软件公司的合理系统的拓扑结构基于语言内在的组件连接机制实现模型构作，需要针对不同的仿真应用配置模型接口，编写集成代码，成和多领域集成，通过求解微分代数方程系统实现仿真运行。实现较为困难，而且需要人为地割裂不同领域子系统之间的该语言可以为任何能够用微分方程或代数方程描述的问题实现建模和