哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算學(xué)部軟件學(xué)院工業(yè)系統(tǒng)建模與仿真Modelica建模流程及規(guī)范Modelica建模流程及規(guī)范什么是系統(tǒng)模型庫(kù)系統(tǒng)建模仿真環(huán)境中的模型庫(kù)由一系列模塊組成，模塊是構(gòu)建系統(tǒng)模型的主要元素。系統(tǒng)建模仿真環(huán)境內(nèi)置模型庫(kù)提供了機(jī)、電、液、控、熱、磁等多學(xué)科基本模塊，如果內(nèi)置庫(kù)未提供合適的模塊，系統(tǒng)建模仿真環(huán)境允許用戶開(kāi)發(fā)新的模塊并以模型庫(kù)的方式集成到系統(tǒng)建模仿真環(huán)境中，從而擴(kuò)展系統(tǒng)建模仿真環(huán)境功能。開(kāi)發(fā)模型庫(kù)的語(yǔ)言模型庫(kù)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為Modelica，同時(shí)支持多語(yǔ)言擴(kuò)展集成，包括：C/C++、Julia、Python等模型庫(kù)的組織方式模型庫(kù)用包（package）組織，包中可以包含常數(shù)和類的定義，包括名種特殊類、函數(shù)和嵌套包。包可以用操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫(kù)層次結(jié)構(gòu)來(lái)表示。這樣的外部實(shí)體按特性可分為兩類：結(jié)構(gòu)化實(shí)體，例如文件系統(tǒng)中的目錄；非結(jié)構(gòu)化實(shí)體，例如文件系統(tǒng)中的文件；在系統(tǒng)建模仿真環(huán)境中開(kāi)發(fā)模型庫(kù)的基本流程如下：

模型庫(kù)架構(gòu)：為模型庫(kù)創(chuàng)建package，用于存放模塊；模塊開(kāi)發(fā)：逐個(gè)創(chuàng)建模塊，并選擇合適的方式開(kāi)發(fā)模塊；模塊測(cè)試：創(chuàng)建測(cè)試模型，用于測(cè)試模塊和演示模塊用法；Modelica建模流程及規(guī)范(1).根據(jù)系統(tǒng)仿真需求，自頂向下進(jìn)行分解，基于分解的結(jié)果進(jìn)行模型庫(kù)架構(gòu)設(shè)計(jì)(2).以管道模型測(cè)例為例，實(shí)現(xiàn)自頂向下的分解和模型庫(kù)架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)Modelica建模流程及規(guī)范(3).接口設(shè)計(jì)，依據(jù)Modelica語(yǔ)言特點(diǎn)，接口中包括了勢(shì)變量和流變量領(lǐng)域勢(shì)變量流變量平動(dòng)機(jī)械ν電壓i電流轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械s位移f力電學(xué)ψ角度τ轉(zhuǎn)矩流體p壓力V流速熱力學(xué)T溫度Q熱流化學(xué)μ化學(xué)勢(shì)N質(zhì)量流電學(xué)接口轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械接口平動(dòng)機(jī)械接口流體接口Modelica建模流程及規(guī)范(1).建模流程：從理論分析、原型開(kāi)發(fā)、優(yōu)化處理、測(cè)試驗(yàn)證等不同階段實(shí)現(xiàn)組件模型的開(kāi)發(fā)Modelica建模流程及規(guī)范(2).編碼規(guī)范：(a).模型命名規(guī)范1.類命名對(duì)于由單個(gè)或多個(gè)元素組成的類，每個(gè)元素首字母應(yīng)大寫，如Example、ExamplePackage、PartialModel等對(duì)于存在大寫簡(jiǎn)寫元素組成的類，為避免引起歧義，每個(gè)獨(dú)立元素之間用下劃線連接，如AD_Conversion(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)等對(duì)于類的實(shí)例化，首字母應(yīng)小寫，其它遵循以上規(guī)則，如example、examplePackage等2.參數(shù)和變量命名對(duì)于單個(gè)元素組成的參數(shù)或變量，一般均采用小寫字母，如height、area等；對(duì)于多個(gè)元素組成的參數(shù)或變量，每個(gè)元素之間用下劃線隔開(kāi)，angles_start、real_time等；對(duì)于只有一個(gè)字母的參數(shù)或變量，其命名需根據(jù)實(shí)際情況確定，如：T（溫度）、I（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）、t（時(shí)間）等；3.連接器命名對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)（Modelica3.2標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)及以上版本）中已存在的連接器，可直接繼承使用，無(wú)需再另行定義，如：電氣Pin；機(jī)械Flange_a、Flange_b等對(duì)于需新定義的連接器及變量命名，須遵循類命名、參數(shù)和變量命名規(guī)則(c).模型注解規(guī)范第一部分：繼承類語(yǔ)句，如import、extend、outer等；第二部分：模型參數(shù)，parameter；第三部分：模型變量；第四部分：模型接口，F(xiàn)luidPort_a/flange_a；第五部分：初始方程，initialequation；第六部分：方程和算法，equation、algorithm。(b).代碼結(jié)構(gòu)規(guī)范1.

參變量注釋定義的每個(gè)參量，變量都要注釋該參變量的含義，增強(qiáng)代碼的可讀性，注釋語(yǔ)盡量簡(jiǎn)明扼要，一般用“""”進(jìn)行注釋2.方程注釋在模型代碼的方程區(qū)域，某一個(gè)方程的含義或某一部分方程的含義都要注釋清楚，一般用“//”進(jìn)行注釋(d).參數(shù)框設(shè)計(jì)規(guī)范Sysplorer參數(shù)框中的參數(shù)顯示都是按照“先定義先顯示”的原則，包括Tab/Group的顯示，所以參數(shù)框的顯示最好按照參數(shù)的“重要程度”進(jìn)行有別顯示Modelica建模流程及規(guī)范(3).