飞行器制导控制系统建模与仿真（基于MWORKS）课件 第2章 MWORKS平台介绍

1第二章

目录1、MWORKS平台简介22、Syslab软件简介3、Sysplorer软件简介4、Sysplorer与Syslab交互模块及相互调用3MWORKS平台简介小回路设计验证闭环在论证阶段引入可实现系统方案早期验证，提前暴露系统设计缺陷与错误大回路设计验证闭环引入大回路设计验证闭环可实现设计方案的数字化验证，利用虚拟试验对实物试验进行补充和拓展数字孪生虚拟验证闭环在测试和运维阶段，对传统的基于实物试验的测试验证与基于测量数据的运行维护进行补充和拓展4MWORKS平台组成5MWORKS平台组成系统架构设计环境MWORKS.Sysbuilder面向复杂工程系统的系统架构设计软件，支持用户开展早期方案论证，实现基于模型的多领域系统综合分析和验证科学计算环境MWORKS.Syslab基于Julia语言提供交互式编程环境，可实现科学计算编程、编译、调试和绘图,支持信息物理融合、建模与仿真分析系统建模仿真环境MWORKS.Sysplorer大回路闭环及数字孪生的支撑平台，面向多领域工业产品的系统级综合设计与仿真验证平台，支撑MBSE应用协同建模与模型数据管理环境MWORKS.Syslink面向协同设计与模型管理的基础平台，打破单位地域障碍函数库MWORKS.Function提供基础数学和绘图等基础功能函数，内置高质优选函数库，支持用户自行扩展模型库MWORKS.Library经过工程验证的设计仿真一体化模型库，覆盖航天、航空、汽车、能源、船舶等多个重点行业工具箱MWORKS.Toolbox提供AI与数据科学、信号处理与通信、控制系统、机械多体、代码生成、校核&验证与确认、模型集成与联合仿真、接口工具等多个类别应用工具目录1、MWORKS平台简介62、Syslab软件简介3、Sysplorer软件简介4、Sysplorer与Syslab交互模块及相互调用7Syslab软件界面操作界面8Syslab软件设置软件设置目录1、MWORKS平台简介92、Syslab软件简介3、Sysplorer软件简介4、Sysplorer与Syslab交互模块及相互调用10Sysplorer软件界面操作界面11Sysplorer软件界面建模标签页Sysplorer提供了3种窗口供用户观察模型的状态变化：曲线窗口、3D动画窗口、2D动画窗口。编辑标签页除工具栏相较“建模”标签页发生变化外，其余保持一致。在编辑标签页下，可完成绘制图元等编辑操作。图表标签页模型编辑窗口有四种不同的显示模式，在建模环境下，在工具栏内单击如下图所示的按钮实现模式切换。工具标签页“导出”栏可进行FMU文件导出；“应用”栏可实现运行脚本、频率估算、模型标定，插件管理等操作；“环境”栏可对使用许可和语言进行设置。12Sysplorer软件界面仿真标签页13Sysplorer软件设置加载模型库启动Sysplorer后选择菜单“文件”，再选择“模型库”，可以选择任意一个标准库进行加载。14Sysplorer软件设置加载模型库打开Modelica标准库的下拉菜单可看到不同的标准库，选择一个库并弹出对话框，单击“确定”按钮即加载对应的模型库15Sysplorer软件设置加载自定义模型库单击图中“新增库目录”按钮，选择所需新增的模型库目录，单击“选择文件夹”，“选项”界面模型库节点下增加了模型库目录，单击“确定”即可加载模型库16Sysplorer软件设置编译器设置若对编译器有要求，或者指定的编译器不存在，可以在菜单栏中选择“工具”，单击其中的“选项”按钮，在打开的“选项”窗口中，展开“仿真”子菜单栏，单击“C编译器”进行设置。17Sysplorer软件设置面板布局设置“模型浏览器”面板停靠在主界面左侧边，在左上控制栏内显示“模型浏览器”，控制栏共有8个方位。当软件关闭时会自动保存当前窗口布局，并在启动软件时自动恢复到上次关闭时的状态。目录1、MWORKS平台简介182、Syslab软件简介3、Sysplorer软件简介4、

Sysplorer与Syslab交互模块及相互调用19Syslab与Sysplorer的交互模块使用前准备：在Syslab工具栏中点击Sysplorer，自动打开Sysplorer软件并加载Modelica3.2.3模型库出现SyslabWorkspace。注意事项：如不能打开Sysplorer软件，则需要确认Syslab首选项中Sysplorer可执行文件路径是否正确Syslab和Sysplorer均需2022版以上Sysplorer软件编译器为64位20Syslab与Sysplorer的交互模块ToWorkspace：Sysplorer的仿真结果发送至Syslab工作区中ToWorkspace子库中包含4个组件，分别为：ToWorkspace_Scale：输出为标量数据ToWorkspace_Vector：输出为一维数组ToWorkspace_Matrix：输出为矩阵ToWorkspace_3D_Array：输出为三维数组FromWorkspace：Sysplorer从Syslab工作区中读取数据fromWorkspace子库中包含5个组件，分别为：fromWorkspace_Scale：获取标量数据fromWorkspace_Vector：获取一维数组fromWorkspace_Matrix：获取二维数组fromWorkspace_3D_Array：获取三维数组fromWorkspaceTimeTable：获取表格矩阵，并通过线性插值来生成（可能是不连续的）信号21Syslab调用Sysplorer中的仿真数据1.打开Syslab，启动REPL2.在Syslab中启动Sysplorer，并加载SyslabWorkspace模型库3.在Sysplorer中，选取ToWorkspace组件并添加到模型4.对ToWorkspace组件设置参数，包括：varName：指定Syslab工作区中变量out的分量名称sampleTime：采样时间。row_dims、col_dims、dims：变量维度参数。5.模型构建完成后，就可以开始仿真运行6.在仿真暂停或停止时，系统会将仿真结果写入到Syslab工作区22Sysplorer获取Syslab工作区数据1.启动Syslab，启动REPL，并确保工作区中有变量2.在Syslab中启动Sysplorer，并加载SyslabWorkspace模型库3.在Sysplorer中，选取FromWorkspace组件并添加到模型4.对FromWorkspace组件设置参数，包括：

varName：Syslab工作区中的变量名

interpreted：仿真过程中是否实时读取数据。

row_dims、col_dims、dims：所需获取数据的维度参数

offset、startTime：时间表参数5.模型构建完成后，即可开始仿真23Sysplorer与Syslab交互功能示例下面以MWORKS的两个官方示例演示，说明Syslab与Sysplorer的数据交互功能及应用。PID控制器滤波器Syslab调用Sysplorer仿真数据简单示例受拉滚轮Sysplorer获取Syslab工作区数据24Syslab调用Sysplorer仿真数据PID控制器1.在MWORKS.Syslab的安装路径下，以Examples\SyslabWorkspace路径找到Demo_ToWorkspace_PID_Controller.jl，在Syslab中打开。25Syslab调用Sysplorer仿真数据PID控制器2.以Library\SyslabWorkspace1.0\SyslabWorkspace\Examples路径找到Demo_ToWorkspace_PID_Controller.mo，在Sysplorer中打开26Syslab调用Sysplorer仿真数据PID控制器3.在Sysplorer中运行仿真模型Demo_ToWorkspace_PID_Controller.mo，再在Syslab中运行Demo_ToWorkspace_PID_Controller.jl在默认参数下，本示例的仿真结果输出到Syslab工作区绘图后如图所示27Syslab调用Sysplorer仿真数据滤波器1.在MWORKS.Syslab的安装路径下，以Examples\SyslabWorkspace路径找到Demo_ToWorkspace_Filter.jl，在Syslab中打开28Syslab调用Sysplorer仿真数据滤波器2.以Library\SyslabWorkspace1.0\SyslabWorkspace\Examples路径找到Demo_ToWorkspace_Filter.mo，在Sysplorer中打开29Syslab调用Sysplorer仿真数据滤波器3.在Sysplorer中运行仿真模型Demo_ToWorkspace_Filter.mo，再在Syslab中运行Demo_ToWorkspace_Filter.jl在默认参数下，本示例的仿真结果输出到Syslab工作区绘图后如图所示30Sysplorer获取Syslab工作区数据简单示例1.在MWORKS.Syslab的安装路径下，以Examples\SyslabWorkspace路径找到Demo_FromWorkspace.jl，在Syslab中打开31Sysplorer获取Syslab工作区数据简单示例2.以Library\SyslabWorkspace1.0\SyslabWorkspace\Examples路径找到Demo_FromWorkspace.mo，在Sysplorer中运行，再在Syslab中运行Demo_FromWorkspace.jl；32Sysplorer获取Syslab工作区数据受拉滚轮1.在MWORKS.Syslab的安装路径下，以Examples\SyslabWorkspace路径找到Demo_FromWorkspace_RollingWheelSetPulli