MWORKS系統(tǒng)建模與仿真：汽車系統(tǒng)設(shè)計與驗證 課件 3. 系統(tǒng)建模仿真環(huán)境MWORKS.Sysplorer

MWORKS系統(tǒng)建模與仿真：汽車系統(tǒng)設(shè)計與驗證第2篇MWORKS系統(tǒng)建模與仿真3.系統(tǒng)建模仿真環(huán)境MWORKS.Sysplorer3.1系統(tǒng)建模環(huán)境系統(tǒng)建模環(huán)境基于Modelica多領(lǐng)域統(tǒng)一建模標準規(guī)范，具備對系統(tǒng)建模能力，適用于多專業(yè)耦合和連續(xù)離散混合的復(fù)雜工程系統(tǒng)建模，提供文本、圖標、組件、說明、引用等視圖，支持不同形式的Modelica建模手段，并提供本地模型（庫）管理功能?；贛odelica語言的系統(tǒng)建模環(huán)境，提供智能文本建模、拖放式建模、向?qū)浇５榷喾N可視化建模方式，實現(xiàn)可視化模型與Modelica代碼的自動互轉(zhuǎn)與一致性自動維護，如圖所示，實現(xiàn)建模過程中的圖文交互。3.2模型庫3.2.1Modelica

標準模型庫目前，Modelica標準模型庫最新版本為4.1.0-beta.1，MWORKS.Sysplorer支持該庫4.0及以下的所有版本。Modelica

標準庫是由ModelicaAssociation開發(fā)和維護的一個開源庫，為建模和仿真提供了豐富的工具和組件。該庫涵蓋了多個領(lǐng)域，包括機械、電氣、熱力學(xué)、流體力學(xué)、控制系統(tǒng)等，并提供了各種模型和函數(shù)，使用戶能夠快速搭建復(fù)雜的系統(tǒng)模型。在機械方面，該庫包括一維和三維的機械組件，如彈簧、阻尼器、慣性體等，能夠描述各種機械系統(tǒng)的動態(tài)行為。在電氣方面，該庫提供了模擬和數(shù)字電路元件、電機、發(fā)電機等模型，用于為各種電氣系統(tǒng)建模。磁性組件用于為磁性系統(tǒng)的行為建模。熱力學(xué)組件則可以描述熱傳導(dǎo)、傳熱等現(xiàn)象。在流體力學(xué)方面，該庫包括各種管道、閥門、泵等組件，用于為液體和氣體的流動建模。此外，控制系統(tǒng)模型和層次狀態(tài)機也是標準庫的一部分，用于描述系統(tǒng)的控制邏輯和狀態(tài)轉(zhuǎn)移。除了物理組件，Modelica

標準庫還包括許多數(shù)學(xué)函數(shù)和工具函數(shù)，用于進行數(shù)值計算、字符串處理、文件操作等。這些函數(shù)為模型提供了更大的靈活性和功能性。3.2模型庫3.2.2MWORKS車輛模型庫MWORKS車輛模型庫提供了一系列豐富的組件和工具，用于建模、仿真和分析車輛的各種行為。這些行為涵蓋了從車輛的基本動力學(xué)特性到復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使得研究人員和工程師能夠深入理解車輛在不同條件下的行駛和操控性能，從而推動車輛工程領(lǐng)域的發(fā)展和創(chuàng)新。車輛模型庫包括車輛動力學(xué)模型庫、車輛動力性經(jīng)濟性模型庫、車輛熱管理模型庫、車輛電子模型庫、車輛電機模型庫和車輛電池模型庫。3.3模型仿真3.3.1常規(guī)設(shè)置仿真選項，即設(shè)置實例的仿真區(qū)間、輸出區(qū)間、積分算法與結(jié)果存儲。切換到仿真標簽頁，點擊，彈出仿真設(shè)置對話框，設(shè)置模型的仿真開始時間、停止時間，輸出步長、步數(shù)，積分算法、精度與積分步長。常規(guī)標簽頁關(guān)鍵詞：開始/停止時間1步長2步數(shù)3算法4精度5積分步長63.3模型仿真3.3.2輸出輸出標簽頁關(guān)鍵詞：1存儲事件時刻的變量值結(jié)果保留數(shù)目2定期備份仿真結(jié)果3仿真結(jié)果備份4結(jié)果文件備份路徑5生成接續(xù)仿真結(jié)果文件63.3模型仿真3.3.3模型翻譯關(guān)鍵詞：1參數(shù)估值以便優(yōu)化模型（改善仿真效率）記錄所選的連續(xù)時間狀態(tài)變量2記錄所選的缺省初始條件3輸出指標約減時的微分方程信息4輸出非線性迭代變量及其初值5生成平坦化Modelica代碼到.mof文件6模型翻譯標簽頁3.3模型仿真3.3.4編譯關(guān)鍵詞：1平臺已選的編譯器路徑2編譯標簽頁3.3模型仿真3.3.5調(diào)試關(guān)鍵詞：1正常的警告信息仿真中的事件2動態(tài)狀態(tài)變量選擇3非線性解4非線性迭代5記錄線性奇異6調(diào)試標簽頁錯誤信息中包含函數(shù)調(diào)用環(huán)境73.3模型仿真3.3.6模式關(guān)鍵詞：1獨立仿真實時同步仿真2減速比3模式標簽頁3.4后處理3.4.1仿真瀏覽器關(guān)鍵詞：1工具欄搜索框2進度條3示例顯示4上下文菜單5仿真瀏覽器默認停靠在主窗口的左邊，可以根據(jù)需要或者使用習(xí)慣調(diào)整到其他合適的位置。仿真瀏覽器以樹的形式顯示模型的編譯結(jié)果，列出了模型中的組件層次結(jié)構(gòu)。3.4后處理3.4.2曲線窗口及變量添加與操作關(guān)鍵詞：1顯示變量曲線刪除變量曲線2過濾變量3查找變量4保存變量數(shù)據(jù)5曲線窗口用于顯示變量曲線。MWORKS.Sysplorer

中曲線窗口分為y(t)曲線窗口和y(x)曲線窗口，y(t)曲線窗口以時間（time）作為橫坐標（也稱為自變量），而y(x)曲線窗口則以第一次拖入的變量作為橫坐標。變量時間點6保存參數(shù)到模型7選擇顯示單位83.4后處理3.4.3動畫1二維動畫窗口三維動畫窗口23.4后處理3.4.4播放控制1二維動畫窗口交互操作三維動畫窗口交互操作23.4后處理3.4.5游標點擊圖表>曲線工具中的曲線游標，可以控制游標的啟動與關(guān)閉。打開曲線游標后，在曲線窗口左上角文本框中顯示游標所在處的所有曲線值。文本框可通過鼠標拖拽的方式移動至曲線窗口內(nèi)的任意位置。3.4后處理3.4.6視圖布局關(guān)鍵詞：平鋪2層疊3關(guān)閉所有文檔4視圖布局1視圖布局菜單自定義布局53.4后處理3.4.7數(shù)字儀表工具針對系統(tǒng)仿真過程中關(guān)鍵參數(shù)實時顯示需求，采用數(shù)字儀表工具，將仿真過程中的數(shù)據(jù)，以數(shù)字儀表動態(tài)呈現(xiàn)。3.4后處理3.4.8三維動畫處理三維動畫工具，主要針對三維多體系統(tǒng)，以3D動畫解決仿真結(jié)果動畫數(shù)據(jù)的組織、三維模型生成、模型交互、實時動畫顯示等功能。3.5物理模型的代碼生成MWORKS.Sysplorer

可將圖形化的多領(lǐng)域模型轉(zhuǎn)換為適應(yīng)特定目標硬件系統(tǒng)的可執(zhí)行仿真代碼，主要功能包括：1標準C代碼生成目標仿真程序生成23.6自動化腳本建模3.6.1基本命令MWORKS.Sysplorer

命令窗口支持Python界面功能命令、編譯器命令等接口。1命令交互輸入腳本執(zhí)行2命令輸出3數(shù)據(jù)類型說明4關(guān)鍵詞：1