本發(fā)明屬于計算機仿真建模領域，具體涉及一種將架構(gòu)模型轉(zhuǎn)換為靜態(tài)計算模型的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

計算機仿真與建模一直是系統(tǒng)工程的重要組成部分，隨著系統(tǒng)建模技術(shù)的不斷推廣，MBSE流程被廣泛應用到各種運行系統(tǒng)中，這就對模型的架構(gòu)設計提出了更高的要求，人們更加注重模型在結(jié)構(gòu)上的合理，在功能上的可拓展性，以及在系統(tǒng)工程中的一致性和體系性。

在基于模型的系統(tǒng)工程中，一般會經(jīng)歷設計選擇、性能研究、成本驗證、可靠性分析等多個不同階段。在此過程中，雖然系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)完全一致，但是需要論證的內(nèi)容卻都不同，即要求在保證模型拓撲結(jié)構(gòu)不變的基礎上，針對每個階段的任務設計出具有不同內(nèi)在行為的模型，例如靜態(tài)計算模型、成本驗證模型和動態(tài)仿真模型等。在系統(tǒng)論證的不同模塊，設計人員使用對應的模型來完成模塊任務，當進行到靜態(tài)計算時，設計人員將模型更換成靜態(tài)計算模型。

以往的建模方法是針對一個系統(tǒng)，設計人員先確定系統(tǒng)模型的拓撲結(jié)構(gòu)，然后搭建多個模型來滿足不同系統(tǒng)階段的需求。例如需要搭建一個獨立的靜態(tài)計算模型，并且要保證它的拓撲結(jié)構(gòu)與其他模型一致，這就導致建模效率低、容易出錯、模型體系性較差、以及不易于拓展和維護的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種將架構(gòu)模型轉(zhuǎn)換為靜態(tài)計算模型的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及其方法，以便于模型的維護并提高建模效率。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種將架構(gòu)模型轉(zhuǎn)換為靜態(tài)計算模型的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，由用戶界面模塊、模型構(gòu)建模塊、論證類型選擇模塊、模型映射模塊、模型接口替換模塊、行為方程注入模塊以及靜態(tài)計算模型庫組成；

所述用戶界面模塊，負責處理所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與用戶的交互，包括可視化建模和計算結(jié)果的查看等；

所述模型構(gòu)建模塊，負責利用MWorks仿真平臺以及Modelica語言來搭建架構(gòu)模型和所述靜態(tài)計算模型庫；

Modelica是一種開放的全新多領域統(tǒng)一建模語言，它歸納和統(tǒng)一了先前多種建模語言，且融合了鍵合圖的非因果建模思想、Java語言的面向?qū)ο蠹夹g(shù)和Matlab的數(shù)值與矩陣機制，因而具備極其強大的建模功能；Modelica語言采用陳述式、基于方程的非因果建模方法建立模型，通過定義接口，使模型接口的標準化，因此采用Modelica語言建?？梢允刮锢硐到y(tǒng)各子系統(tǒng)之間既能完全獨立又可互相統(tǒng)一；

MWorks是新一代多領域工程系統(tǒng)建模、仿真、分析與優(yōu)化通用CAE平臺，基于Modelica語言，提供了從可視化建模、仿真計算到結(jié)果分析的完整功能，支持多學科多目標優(yōu)化、硬件在環(huán)仿真以及與其他工具的聯(lián)合仿真；

所述論證類型選擇模塊，負責觸發(fā)所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)從架構(gòu)模型切換到靜態(tài)計算模型；

所述模型映射模塊，負責所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)調(diào)用靜態(tài)計算模型；

所述模型接口替換模塊，負責模型映射過程中仿真執(zhí)行接口的替換；

所述行為方程注入模塊，負責將靜態(tài)計算方程寫入目標位置；

所述靜態(tài)計算模型庫，負責管理整個轉(zhuǎn)換過程中的全部數(shù)據(jù)，包括輸入?yún)?shù)和計算結(jié)果等。

一種將架構(gòu)模型轉(zhuǎn)換為靜態(tài)計算模型的轉(zhuǎn)換方法，包括如下步驟：

步驟0、所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過所述模型構(gòu)建模塊，利用MWorks仿真平臺以及Modelica語言，搭建出一套模型作為架構(gòu)模型，該架構(gòu)模型只需確定模型的拓撲結(jié)構(gòu)即可，所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)自動創(chuàng)建該架構(gòu)模型的仿真執(zhí)行接口；

步驟1、所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過所述模型構(gòu)建模塊，在搭建好的架構(gòu)模型下搭建出一套所述靜態(tài)計算模型庫作為子模型，所述靜態(tài)計算模型庫定義了靜態(tài)計算所需的行為方程，所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)自動創(chuàng)建所述靜態(tài)計算模型庫的靜態(tài)計算接口；

步驟2、所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過所述論證類型選擇模塊將架構(gòu)模型切換為靜態(tài)計算模型，用戶可在所述用戶界面模塊中將架構(gòu)模型里所有組件的論證類型切換到靜態(tài)計算模式，所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)監(jiān)測到切換信號后，自動開啟所述模型映射模塊；

步驟3、所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過所述模型映射模塊，利用Modelica語言的可替換類型機制，自動調(diào)用所述靜態(tài)計算模型庫；在該過程中，所述模型接口替換模塊自動將所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與架構(gòu)模型間的仿真執(zhí)行接口替換為靜態(tài)計算接口；

步驟4、所述行為方程注入模塊自動從所述靜態(tài)計算模型庫中提取靜態(tài)計算方程，寫入到靜態(tài)計算接口中，從而完成模型映射；

步驟5、模型映射完成后，用戶可通過所述用戶界面模塊驅(qū)動架構(gòu)模型進行仿真求解，求解完成后所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)產(chǎn)生靜態(tài)計算結(jié)果；在該過程中，架構(gòu)模型的拓撲結(jié)構(gòu)保持不變，但具有了靜態(tài)計算的行為，即完成了從架構(gòu)模型轉(zhuǎn)換到靜態(tài)計算模型的轉(zhuǎn)換；

步驟6、結(jié)束。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明設計了架構(gòu)模型和子模型的體系結(jié)構(gòu)，層次清晰，再結(jié)合MWorks仿真平臺的可視化建模功能，使得用戶利用本發(fā)明的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和轉(zhuǎn)換方法可以快速建立具有復雜功能的模型，提高建模效率。

2、本發(fā)明自始至終保持了模型的拓撲結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不變，可以保持模型的一致性，提高模型的體系性。

3、用戶可以通過本發(fā)明的模型構(gòu)建模塊，在架構(gòu)模型下創(chuàng)建更多的子模型，來滿足不同論證階段的需求，擴展性高。

4、本發(fā)明強調(diào)一個主模型，在不同論證階段將主模型切換到對應子模型的概念，因此本發(fā)明只需構(gòu)建一套模型庫，無需對多套模型庫進行維護，使得模型更易于維護，適應了基于模型的系統(tǒng)工程的未來發(fā)展趨勢

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明。本發(fā)明的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細給出。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明轉(zhuǎn)換方法的步驟流程圖。

具體實施方式

下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細說明本發(fā)明。

參見圖1所示，一種將架構(gòu)模型轉(zhuǎn)換為靜態(tài)計算模型的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，由用戶界面模塊1、模型構(gòu)建模塊2、論證類型選擇模塊3、模型映射模塊4、模型接口替換模塊5、行為方程注入模塊6以及靜態(tài)計算模型庫7組成；

所述用戶界面模塊1，負責處理所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與用戶的交互，包括可視化建模和計算結(jié)果的查看等；

所述模型構(gòu)建模塊2，負責利用MWorks仿真平臺以及Modelica語言來搭建架構(gòu)模型和所述靜態(tài)計算模型庫7；

Modelica是一種開放的全新多領域統(tǒng)一建模語言，它歸納和統(tǒng)一了先前多種建模語言，且融合了鍵合圖的非因果建模思想、Java語言的面向?qū)ο蠹夹g(shù)和Matlab的數(shù)值與矩陣機制，因而具備極其強大的建模功能；Modelica語言采用陳述式、基于方程的非因果建模方法建立模型，通過定義接口，使模型接口的標準化，因此采用Modelica語言建模可以使物理系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間既能完全獨立又可互相統(tǒng)一；

MWorks是新一代多領域工程系統(tǒng)建模、仿真、分析與優(yōu)化通用CAE平臺，基于Modelica語言，提供了從可視化建模、仿真計算到結(jié)果分析的完整功能，支持多學科多目標優(yōu)化、硬件在環(huán)仿真以及與其他工具的聯(lián)合仿真；

所述論證類型選擇模塊3，負責觸發(fā)所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)從架構(gòu)模型切換到靜態(tài)計算模型；

所述模型映射模塊4，負責所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)調(diào)用靜態(tài)計算模型；

所述模型接口替換模塊5，負責模型映射過程中仿真執(zhí)行接口的替換；

所述行為方程注入模塊6，負責將靜態(tài)計算方程寫入目標位置；

所述靜態(tài)計算模型庫7，負責管理整個轉(zhuǎn)換過程中的全部數(shù)據(jù)，包括輸入?yún)?shù)和計算結(jié)果等。

參見圖1和圖2所示，一種將架構(gòu)模型轉(zhuǎn)換為靜態(tài)計算模型的轉(zhuǎn)換方法，包括如下步驟：

步驟0、所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過所述模型構(gòu)建模塊2，利用MWorks仿真平臺以及Modelica語言，搭建出一套模型作為架構(gòu)模型，該架構(gòu)模型只需確定模型的拓撲結(jié)構(gòu)即可，所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)自動創(chuàng)建該架構(gòu)模型的仿真執(zhí)行接口；

Modelica是一種開放的全新多領域統(tǒng)一建模語言，它歸納和統(tǒng)一了先前多種建模語言，且融合了鍵合圖的非因果建模思想、Java語言的面向?qū)ο蠹夹g(shù)和Matlab的數(shù)值與矩陣機制，因而具備極其強大的建模功能；Modelica語言采用陳述式、基于方程的非因果建模方法建立模型，通過定義接口，使模型接口的標準化，因此采用Modelica語言建?？梢允刮锢硐到y(tǒng)各子系統(tǒng)之間既能完全獨立又可互相統(tǒng)一；

MWorks是新一代多領域工程系統(tǒng)建模、仿真、分析與優(yōu)化通用CAE平臺，基于Modelica語言，提供了從可視化建模、仿真計算到結(jié)果分析的完整功能，支持多學科多目標優(yōu)化、硬件在環(huán)仿真以及與其他工具的聯(lián)合仿真；

步驟1、所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過所述模型構(gòu)建模塊2，在搭建好的架構(gòu)模型下搭建出一套所述靜態(tài)計算模型庫7作為子模型，所述靜態(tài)計算模型庫7定義了靜態(tài)計算所需的行為方程，所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)自動創(chuàng)建所述靜態(tài)計算模型庫7的靜態(tài)計算接口；

步驟2、所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過所述論證類型選擇模塊3將架構(gòu)模型切換為靜態(tài)計算模型，用戶可在所述用戶界面模塊1中將架構(gòu)模型里所有組件的論證類型切換到靜態(tài)計算模式，所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)監(jiān)測到切換信號后，自動開啟所述模型映射模塊4；

步驟3、所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過所述模型映射模塊4，利用Modelica語言的可替換類型機制，自動調(diào)用所述靜態(tài)計算模型庫7；在該過程中，所述模型接口替換模塊5自動將所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與架構(gòu)模型間的仿真執(zhí)行接口替換為靜態(tài)計算接口；

步驟4、所述行為方程注入模塊6自動從所述靜態(tài)計算模型庫7中提取靜態(tài)計算方程，寫入到靜態(tài)計算接口中，從而完成模型映射；

步驟/5、模型映射完成后，用戶可通過所述用戶界面模塊1驅(qū)動架構(gòu)模型進行仿真求解，求解完成后所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)產(chǎn)生靜態(tài)計算結(jié)果；在該過程中，架構(gòu)模型的拓撲結(jié)構(gòu)保持不變，但具有了靜態(tài)計算的行為，即完成了從架構(gòu)模型轉(zhuǎn)換到靜態(tài)計算模型的轉(zhuǎn)換；

步驟6、結(jié)束。

上述實施例只是為了說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的是在于讓本領域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡是根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容的實質(zhì)所作出的等效的變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。