多领域物理统一建模语言与MWORKS实践 课件 5-2-Modelica建模流程及规范（0.5学时）

哈尔滨工业大学计算学部软件学院工业系统建模与仿真Modelica建模流程及规范Modelica建模流程及规范什么是系统模型库系统建模仿真环境中的模型库由一系列模块组成，模块是构建系统模型的主要元素。系统建模仿真环境内置模型库提供了机、电、液、控、热、磁等多学科基本模块，如果内置库未提供合适的模块，系统建模仿真环境允许用户开发新的模块并以模型库的方式集成到系统建模仿真环境中，从而扩展系统建模仿真环境功能。开发模型库的语言模型库开发语言为Modelica，同时支持多语言扩展集成，包括：C/C++、Julia、Python等模型库的组织方式模型库用包（package）组织，包中可以包含常数和类的定义，包括名种特殊类、函数和嵌套包。包可以用操作系统中的文件系统或数据库层次结构来表示。这样的外部实体按特性可分为两类：结构化实体，例如文件系统中的目录；非结构化实体，例如文件系统中的文件；在系统建模仿真环境中开发模型库的基本流程如下：

模型库架构：为模型库创建package，用于存放模块；模块开发：逐个创建模块，并选择合适的方式开发模块；模块测试：创建测试模型，用于测试模块和演示模块用法；Modelica建模流程及规范(1).根据系统仿真需求，自顶向下进行分解，基于分解的结果进行模型库架构设计(2).以管道模型测例为例，实现自顶向下的分解和模型库架构的实现Modelica建模流程及规范(3).接口设计，依据Modelica语言特点，接口中包括了势变量和流变量领域势变量流变量平动机械ν电压i电流转动机械s位移f力电学ψ角度τ转矩流体p压力V流速热力学T温度Q热流化学μ化学势N质量流电学接口转动机械接口平动机械接口流体接口Modelica建模流程及规范(1).建模流程：从理论分析、原型开发、优化处理、测试验证等不同阶段实现组件模型的开发Modelica建模流程及规范(2).编码规范：(a).模型命名规范1.类命名对于由单个或多个元素组成的类，每个元素首字母应大写，如Example、ExamplePackage、PartialModel等对于存在大写简写元素组成的类，为避免引起歧义，每个独立元素之间用下划线连接，如AD_Conversion(数模转换器)等对于类的实例化，首字母应小写，其它遵循以上规则，如example、examplePackage等2.参数和变量命名对于单个元素组成的参数或变量，一般均采用小写字母，如height、area等；对于多个元素组成的参数或变量，每个元素之间用下划线隔开，angles_start、real_time等；对于只有一个字母的参数或变量，其命名需根据实际情况确定，如：T（温度）、I（转动惯量）、t（时间）等；3.连接器命名对于标准库（Modelica3.2标准库及以上版本）中已存在的连接器，可直接继承使用，无需再另行定义，如：电气Pin；机械Flange_a、Flange_b等对于需新定义的连接器及变量命名，须遵循类命名、参数和变量命名规则(c).模型注解规范第一部分：继承类语句，如import、extend、outer等；第二部分：模型参数，parameter；第三部分：模型变量；第四部分：模型接口，FluidPort_a/flange_a；第五部分：初始方程，initialequation；第六部分：方程和算法，equation、algorithm。(b).代码结构规范1.

参变量注释定义的每个参量，变量都要注释该参变量的含义，增强代码的可读性，注释语尽量简明扼要，一般用“""”进行注释2.方程注释在模型代码的方程区域，某一个方程的含义或某一部分方程的含义都要注释清楚，一般用“//”进行注释(d).参数框设计规范Sysplorer参数框中的参数显示都是按照“先定义先显示”的原则，包括Tab/Group的显示，所以参数框的显示最好按照参数的“重要程度”进行有别显示Modelica建模流程及规范(3).