基于Modelica的多领域统一建模关键技术研究

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现代复杂产品通常是集机、电、液、控等多领域于一体的复杂系统，需要在统一的建模环境下进行建模与仿真才能获得系统的整体性能分析结果。传统的CAE工具缺乏统一的模型表达机制，从而导致模型的互换性差。同时，不能在统一的建模环境下完成各子系统的建模工作。多领域统一建模语言Modelica拥有统一的模型表达机制，基于该语言开发的建模工具提供统一的建模环境，适合现代系统建模与仿真工具的发展需求。本文面向基于Modelica的多领域统一建模系统的开发，研究了多领域统一建模涉及的若干关键技术。总结和归纳了Modelica模型的信息内容，对模型信息进行了统一封装，采用类的序列化机制来读取和存储模型文件。文本建模与可视化建模是两种互为补充的建模技术。为了支持文本建模，开发了支持关键字高亮技术的文本编辑器。模型库是可视化建模的基础，为了提高模型库的加载速度，提出了模型库的序列化加载策略。为了保证可视化建模中的模型与Modelica描述文本的一致性，给出了文本关联修改算法。通过文本建模或可视化建模建立的Modelica模型需要进行合法性检查，设计了适合Modelica语法规则的词法分析、语法分析和语义分析的模型合法性检查机制。对Modelica模型中的变量进行分类与统一命名，对模型块连接中常见的串并联连接方式进行了分析，并约定了模型方程组的输出格式，最后给出了仿真模型方程组生成算法。基于上述研究，在Visual Studio.Net 2005开发环境中实现了基于Modelica的多领域统一建模原型系统。详细介绍了系统的功能模块和建模流程，最后通过文本建模实例和可视化建模实例，验证了系统功能的正确性和本文方法的可行性。

基于Modelica的多领域统一建模关键技术研究

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