多領(lǐng)域陳述式模型的符號操作技術(shù)研究.pdf

1、應(yīng)用計算機建模和仿真技術(shù)分析產(chǎn)品性能日益得到重視。日趨復(fù)雜的機電產(chǎn)品通常是集機械、電子、液壓、控制等多個不同領(lǐng)域子系統(tǒng)于一體的復(fù)雜大系統(tǒng),分析優(yōu)化其整體性能必然涉及到多領(lǐng)域建模和仿真。Modelica語言是一種基于方程的陳述式物理建模語言,非常適合現(xiàn)代復(fù)雜多領(lǐng)域工程系統(tǒng)的建模和仿真。陳述式模型的求解仍然是過程式的,Modelica模型內(nèi)在的陳述式平坦化數(shù)學(xué)方程系統(tǒng)首先必須轉(zhuǎn)化為順序求解的方程子集序列,然后生成過程式程序代碼集合提供給求解

2、器執(zhí)行。本文對轉(zhuǎn)化過程中的符號操作技術(shù)做了深入研究。
　　表達(dá)式操作是整個符號操作的基礎(chǔ)。基于方程的二叉樹表示,通過規(guī)范轉(zhuǎn)換規(guī)則,實現(xiàn)了書寫形式自由多樣的方程表達(dá)式的規(guī)范和簡化,便于提取結(jié)構(gòu)和數(shù)值約束信息;通過自定義函數(shù)內(nèi)聯(lián),減少方程表達(dá)式中函數(shù)調(diào)用次數(shù),同時還可能避免非線性方程求解,提高了數(shù)值求解效率;通過符號微分和偏微分,支持了DAE系統(tǒng)的微分操作和指標(biāo)約簡,并提出了表達(dá)式關(guān)于任意變量的微分方法。
　　陳述式物理模型映射