[发明专利]一种基于Modelica的数字化仪表创建方法

说明书

本发明公开了一种基于Modelica的数字化仪表创建方法，包括1）利用MWorks仿真平台，创建一个模型作为数字化仪表模型；2）在模型文本中定义一个变量，该变量的值将作为数字化仪表上显示的数值；3）调用Modelica标准函数DynamicSelect，并将函数返回值赋给上述变量，将函数的第一参数设为常量表达式，将第二参数设为变量或变量引用；4）在MWorks参数面板中，将参数coupling_variable的值设置为上述定义的动态变量；5）将MWorks仿真模式设置为实时同步仿真，驱动模型进行仿真，数值显示器的数值动态变化展示了数字化仪表的效果；6）结束。本发明可以快速创建通用的数字化仪表，提高建模效率，创建出的数字化仪表具有较高的实时性和准确性，不易出错，适应虚拟数字化仪表的未来需求。

技术领域

本发明属于计算机仿真与建模领域，具体而言涉及一种数字化仪表创建方法。

背景技术

Modelica是国际仿真界于1997年提出的一种开放的全新多领域统一建模语言，它归纳和统一了先前多种建模语言，且融合了键合图的非因果建模思想、Java语言的面向对象技术和Matlab的数值与矩阵机制，因而具备极其强大的建模功能。面向对象性和非因果性是Modelica 语言最大的优点。面向对象的建模方法具有数据封装、分层、连接和继承等特征，易于减少错误的发生并容易实现模型的重用。所谓非因果性建模，就是以一种中性、自然的形式表达模型方程，从而不必更多的考虑计算顺序，避免了对模型方程的繁琐推导，从而提高了建模效率，并使部件模型易于被重复使用。Modelica语言采用陈述式、基于方程的非因果建模方法建立模型，通过定义接口，使模型接口的标准化，因此采用Modelica建模可以使物理系统各子系统之间既能完全独立又可互相统一。

DynamicBlock库是基于Modelica构建的动态组件库，里面有一些稳定的、可复用的动态组件，如指示灯、速度计、数值显示器、饼图等。

MWorks是新一代多领域工程系统建模、仿真、分析与优化通用CAE平台，基于Modelica语言，提供了从可视化建模、仿真计算到结果分析的完整功能，支持多学科多目标优化、硬件在环仿真以及与其他工具的联合仿真。

随着计算机仿真与建模技术越来越多的应用到各种运行系统中，数字化仪表的重要性越来越高，系统设计人员对数字化仪表的实时性、准确性也变得尤为关注，这对虚拟仪表的设计与开发提出了很高的要求。

在系统的动态仿真中，数字化仪表应能准确反映系统运行过程中的多种参数，模拟速度、温度、角度、时间及里程等信息实时显示在仿真工具界面上，提供与真实系统完全相同的运行环境。

以往的虚拟数字化仪表创建方法，例如基于C/C++、Python等，往往不适用于复杂物理结构的仪表建模，就算创建出满足基本需求的数字化仪表模型，也存在开发周期长、易出错、模型复用性低等问题。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种基于Modelica的数字化仪表创建方法，该创建方法建模效率高，所获得的数字化仪表的数值具有较高的实时性和准确性，不易出错，适应虚拟数字化仪表的未来需求。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于Modelica的数字化仪表创建方法，其包括以下步骤：

步骤1）利用MWorks仿真平台，从DynamicBlock动态组件库中选择数值显示器组件，所述DynamicBlock动态组件库是利用Modelica语言构建的动态组件模型库，创建一个模型作为数字化仪表；

步骤2）在所述模型的文本中定义一个变量，所述变量的值将作为所述数字化仪表上显示的数值；