[发明专利]一种基于时域解耦的多速率协同仿真方法

权利要求书

1.一种基于时域解耦的多速率协同仿真方法，其特征在于，包括：

S1、协调器确定初始全局仿真推进步长，并据此确定下一同步点；

S2、各个子系统内部采用可变步长积分，从当前时刻开始，分别仿真推进到最接近同步点的时刻；

S3、各个子系统将上一同步点至当前同步点之间完成的内部的积分子步长序列、输出序列传递到协调器；

S4、协调器根据各个子系统在当前全局步长内生成的数据，计算下一全局仿真推进步长及下一同步点；

S5、协调器计算各个子系统在下一时刻的输入，并将其传递到各个子系统；

S6、如果当前同步点达到预先设定的时间点，协同仿真结束；否则，跳转到步骤S2，继续处理下一轮协同仿真推进。

2.根据权利要求1所述的多速率协同仿真方法，其特征在于，在步骤S1中，协调器设置各个子系统的相对误差和全局误差，并根据用户设置确定初始全局仿真推进步长H⁰；协调器根据初始仿真时间T⁰计算下一同步点T¹＝T⁰+H⁰，并将其发送给各个子系统；协调器设置各子系统的当前时钟t⁰＝T⁰。

3.根据权利要求2所述的多速率协同仿真方法，其特征在于，初始全局仿真推进步长的获取方法包括：协调器根据误差设置检索各子系统能够采用的最大积分步长h_k,max；将最大值或最大值的一半作为初始全局仿真推进步长。

4.根据权利要求1所述的多速率协同仿真方法，其特征在于，步骤S2包括：

S201：初始化j＝0，

S202：调用子系统k进行单步积分：

S203：获取子系统k当前积分步的输出：

S204：累加积分时间

S205：令j＝j+1；

S206：如果t满足子系统记录当前的仿真时钟停止积分推进；否则，跳转到S202，继续进行下一次单步积分。

5.根据权利要求1所述的多速率协同仿真方法，其特征在于，步骤S3包括：

将子系统k在步骤S2中进行多次积分所产生的局部积分步长序列和对应的输出序列发送给协调器，协调器保留这两个序列中的后m个元素，并将其存储到h_k、y_k中；如果的长度l不足m，则协调器将h_k、y_k中的后m-l个元素移动到最前面，再相继存入和m用于指定后续步骤中差值多项式的阶数，步长序列和输出序列用于全局步长估算以及各子系统的输入计算。

6.根据权利要求5所述的多速率协同仿真方法，其特征在于，步骤S4包括：

S401：协调器依次遍历各子系统，计算误差估计∈_k，1≤k≤n；

S402：遍历∈_k,取其中的最大值∈ⁱ；

S403：判断∈ⁱ是否大于1，如果小于1，令Hⁱ⁺¹＝Hⁱ；否则，重新估算新的全局步长：

S404：计算下一同步点Tⁱ⁺²＝Tⁱ⁺¹+Hⁱ⁺¹；

其中，k_I、k_p为积分增益和比例增益、α_s为安全系数。

7.根据权利要求6所述的多速率协同仿真方法，其特征在于，步骤S401中，计算误差估计的步骤包括：

S40101：根据序列的前m-1项，构建m-1阶多项式，并通过外推计算时刻的估计值

S40102：将序列中的最后一项赋值给并计算误差估计：

其中：ρ为用户指定的误差权重，TOL为用户指定的误差容限。