论文部分内容阅读
本文以卫星能源系统的快速建模为目标,通过对接口数据表单(IDS)的特性分析,提出了模型模板的概念,并建立了基于抽象的模型模板向具体的型号模型快速演化的建模方法,有效地提升了卫星能源系统的建模效率与模型重用性。具体而言,本文围绕基于Modelica的卫星能源系统快速建模技术的研究,取得以下研究成果: 首先,利用Modelica语言的组件连接机制与重声明/可替换机制,通过对设备抽象模型的定义,从 IDS数据表中提取模型的构成组件与组件连接关系,自动生成Modelica模型模板,并将其中可变更的组件定义为可替换组件。并且在建立卫星能源系统组件模型库的基础上,利用Modelica语言的注解机制,使用模型注解定义设备的Modelica模型与对应IDS数据表单的关联,并通过对模型库的遍历解析,自动建立设备的Modelica模型与IDS数据表单的映射关系,进而基于历史设计型号的IDS数据库,在模型模板基础上利用重声明机制将抽象的设备模型演化为具体的型号模型,自动生成历史设计型号的Modelica模型。因此,对于在已有型号基础上的改进设计,基于已有型号的模型,利用重声明机制变更改进的部分,可快速建立新型号模型以支持设计验证。 然后,本文进行了能源系统模型库的构建。由Modelica模板自动生成系统仿真模型需要模型库的支撑,在历史模型库不完整或出现新的研制设备的情况下,需要进行模型库的构建或维护。本文介绍了设备建模原则,并基于建模原则,以蓄电池、太阳能电池和控制器建模为例,介绍了设备模型构建和组织的方法。 最后,本文实现了系统原型开发,并以某卫星能源系统为例,阐述了系统的运行过程:由历史IDS自动生成历史Modelica模板,经过调整得到当前Modelica模板;调用模型库,基于Modelica模板自动生成系统仿真模型,进行仿真分析;确认系统设计的正确性后,自动导出当前设计的IDS,作为当前设计结果。 本文充分利用了历史IDS设计成果,提高了系统设计的效率。实现了快速建模,缩短了建模周期,提高了系统验证的效率,同时保证了仿真模型与系统设计的精确对应,提高了仿真的可靠性。