一種將架構模型轉換為靜態計算模型的轉換系統及其方法技術方案

本發明專利技術公開了一種將架構模型轉換為靜態計算模型的轉換系統及其方法，該轉換系統由用戶界面模塊、模型構建模塊、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計算模型庫組成。該轉換方法通過搭建架構模型、搭建靜態計算模型、選擇系統論證類型、替換模型接口、注入行為方程、驅動模型仿真等步驟實現由架構模型到靜態計算模型的轉換。利用本發明專利技術的轉換系統和轉換方法，用戶可以快速建立具有復雜功能的模型，提高建模效率，本發明專利技術可以保持模型的一致性，提高模型的體系性和擴展性，本發明專利技術使得模型更易于維護，適應了基于模型的系統工程的未來發展趨勢。

A conversion system and method for converting an architectural model into a static computing model

The invention discloses a system that converts architecture model into a static model and method, the conversion system is composed of user interface module, modeling module, demonstration type selection module, model mapping module, interface module, model replacement behavior equation and static calculation model into the module library. The conversion method by building architecture model, build static calculation model, selection system, types of argument replaces the model interface, into the behavior equation, model driven simulation steps to achieve the conversion from architecture model to static calculation model. Use conversion system and conversion method of the invention, users can quickly build a complex function model, improve the efficiency of modeling, the invention can maintain the consistency of the model, and improve the system scalability of the model, the invention makes the model easier to maintain, adapt to the future development trend of system engineering on the basis of the model.

【技術實現步驟摘要】
一種將架構模型轉換為靜態計算模型的轉換系統及其方法
本專利技術屬于計算機仿真建模領域，具體涉及一種將架構模型轉換為靜態計算模型的轉換系統及其方法。
技術介紹
計算機仿真與建模一直是系統工程的重要組成部分，隨著系統建模技術的不斷推廣，MBSE流程被廣泛應用到各種運行系統中，這就對模型的架構設計提出了更高的要求，人們更加注重模型在結構上的合理，在功能上的可拓展性，以及在系統工程中的一致性和體系性。在基于模型的系統工程中，一般會經歷設計選擇、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，雖然系統的拓撲結構完全一致，但是需要論證的內容卻都不同，即要求在保證模型拓撲結構不變的基礎上，針對每個階段的任務設計出具有不同內在行為的模型，例如靜態計算模型、成本驗證模型和動態仿真模型等。在系統論證的不同模塊，設計人員使用對應的模型來完成模塊任務，當進行到靜態計算時，設計人員將模型更換成靜態計算模型。以往的建模方法是針對一個系統，設計人員先確定系統模型的拓撲結構，然后搭建多個模型來滿足不同系統階段的需求。例如需要搭建一個獨立的靜態計算模型，并且要保證它的拓撲結構與其他模型一致，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。
技術實現思路
為了解決上述現有技術中存在的問題，本專利技術旨在提供一種將架構模型轉換為靜態計算模型的轉換系統及其方法，以便于模型的維護并提高建模效率。為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本專利技術通過以下技術方案實現：一種將架構模型轉換為靜態計算模型的轉換系統，由用戶界面模塊、模型構建模塊、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計算模型庫組成；所述用戶界面模塊，負責處理所述轉換系統與用戶的交互，包括可視化建模和計算結果的查看等；所述模型構建模塊，負責利用MWorks仿真平臺以及Modelica語言來搭建架構模型和所述靜態計算模型庫；Modelica是一種開放的全新多領域統一建模語言，它歸納和統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語言的面向對象技術和Matlab的數值與矩陣機制，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各子系統之間既能完全獨立又可互相統一；MWorks是新一代多領域工程系統建模、仿真、分析與優化通用CAE平臺，基于Modelica語言，提供了從可視化建模、仿真計算到結果分析的完整功能，支持多學科多目標優化、硬件在環仿真以及與其他工具的聯合仿真；所述論證類型選擇模塊，負責觸發所述轉換系統從架構模型切換到靜態計算模型；所述模型映射模塊，負責所述轉換系統調用靜態計算模型；所述模型接口替換模塊，負責模型映射過程中仿真執行接口的替換；所述行為方程注入模塊，負責將靜態計算方程寫入目標位置；所述靜態計算模型庫，負責管理整個轉換過程中的全部數據，包括輸入參數和計算結果等。一種將架構模型轉換為靜態計算模型的轉換方法，包括如下步驟：步驟0、所述轉換系統通過所述模型構建模塊，利用MWorks仿真平臺以及Modelica語言，搭建出一套模型作為架構模型，該架構模型只需確定模型的拓撲結構即可，所述轉換系統自動創建該架構模型的仿真執行接口；步驟1、所述轉換系統通過所述模型構建模塊，在搭建好的架構模型下搭建出一套所述靜態計算模型庫作為子模型，所述靜態計算模型庫定義了靜態計算所需的行為方程，所述轉換系統自動創建所述靜態計算模型庫的靜態計算接口；步驟2、所述轉換系統通過所述論證類型選擇模塊將架構模型切換為靜態計算模型，用戶可在所述用戶界面模塊中將架構模型里所有組件的論證類型切換到靜態計算模式，所述轉換系統監測到切換信號后，自動開啟所述模型映射模塊；步驟3、所述轉換系統通過所述模型映射模塊，利用Modelica語言的可替換類型機制，自動調用所述靜態計算模型庫；在該過程中，所述模型接口替換模塊自動將所述轉換系統與架構模型間的仿真執行接口替換為靜態計算接口；步驟4、所述行為方程注入模塊自動從所述靜態計算模型庫中提取靜態計算方程，寫入到靜態計算接口中，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動架構模型進行仿真求解，求解完成后所述轉換系統產生靜態計算結果；在該過程中，架構模型的拓撲結構保持不變，但具有了靜態計算的行為，即完成了從架構模型轉換到靜態計算模型的轉換；步驟6、結束。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：1、本專利技術設計了架構模型和子模型的體系結構，層次清晰，再結合MWorks仿真平臺的可視化建模功能，使得用戶利用本專利技術的轉換系統和轉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、本專利技術自始至終保持了模型的拓撲結構穩定不變，可以保持模型的一致性，提高模型的體系性。3、用戶可以通過本專利技術的模型構建模塊，在架構模型下創建更多的子模型，來滿足不同論證階段的需求，擴展性高。4、本專利技術強調一個主模型，在不同論證階段將主模型切換到對應子模型的概念，因此本專利技術只需構建一套模型庫，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工程的未來發展趨勢上述說明僅是本專利技術技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本專利技術的較佳實施例并配合附圖詳細說明。本專利技術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專利技術的進一步理解，構成本申請的一部分，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中：圖1為本專利技術轉換系統的結構框圖；圖2為本專利技術轉換方法的步驟流程圖。具體實施方式下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本專利技術。參見圖1所示，一種將架構模型轉換為靜態計算模型的轉換系統，由用戶界面模塊1、模型構建模塊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以及靜態計算模型庫7組成；所述用戶界面模塊1，負責處理所述轉換系統與用戶的交互，包括可視化建模和計算結果的查看等；所述模型構建模塊2，負責利用MWorks仿真平臺以及Modelica語言來搭建架構模型和所述靜態計算模型庫7；Modelica是一種開放的全新多領域統一建模語言，它歸納和統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語言的面向對象技術和Matlab的數值與矩陣機制，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各子系統之間既能完全獨立又可互相統一；MWorks是新一代多領域工程系統建模、仿真、分析與優化通用CAE平臺，基于Modelica語言，提供了從可視化建模、仿真計算到結果分析的完整功能，支持多學科多目標優化、硬件在環仿真以及與其他工具的聯合仿真；所述論證類型選擇模塊3，負責觸發所述轉換系統從架構模型切換到靜態計算模型；所述模型映射模塊4，負責所述轉換系統調用靜態計算模型；所述模型接口替換模塊5，負責模型映射過程中仿真執行接口的替本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種將架構模型轉換為靜態計算模型的轉換系統，其特征在于：由用戶界面模塊（1）、模型構建模塊（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）以及靜態計算模型庫（7）組成；所述用戶界面模塊（1），負責處理所述轉換系統與用戶的交互，包括可視化建模和計算結果的查看；所述模型構建模塊（2），負責利用MWorks仿真平臺以及Modelica語言來搭建架構模型和所述靜態計算模型庫（7）；所述論證類型選擇模塊（3），負責觸發所述轉換系統從架構模型切換到靜態計算模型；所述模型映射模塊（4），負責所述轉換系統調用靜態計算模型；所述模型接口替換模塊（5），負責模型映射過程中仿真執行接口的替換；所述行為方程注入模塊（6），負責將靜態計算方程寫入目標位置；所述靜態計算模型庫（7），負責管理整個轉換過程中的全部數據，包括輸入參數和計算結果。

【技術特征摘要】
1.一種將架構模型轉換為靜態計算模型的轉換系統，其特征在于：由用戶界面模塊（1）、模型構建模塊（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）以及靜態計算模型庫（7）組成；所述用戶界面模塊（1），負責處理所述轉換系統與用戶的交互，包括可視化建模和計算結果的查看；所述模型構建模塊（2），負責利用MWorks仿真平臺以及Modelica語言來搭建架構模型和所述靜態計算模型庫（7）；所述論證類型選擇模塊（3），負責觸發所述轉換系統從架構模型切換到靜態計算模型；所述模型映射模塊（4），負責所述轉換系統調用靜態計算模型；所述模型接口替換模塊（5），負責模型映射過程中仿真執行接口的替換；所述行為方程注入模塊（6），負責將靜態計算方程寫入目標位置；所述靜態計算模型庫（7），負責管理整個轉換過程中的全部數據，包括輸入參數和計算結果。2.一種利用如權利要求1所述的轉換系統的轉換方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟0、所述轉換系統通過所述模型構建模塊（2），利用MWorks仿真平臺以及Modelica語言，搭建出一套模型作為架構模型，該架構模型只需確定模型的拓撲結構即可，所述轉換系統自動創建該架構模型的仿真執...

【專利技術屬性】
技術研發人員：江雷，邵進濤，趙旭峰，尹傳明，劉奇，周凡利，
申請(專利權)人：蘇州同元軟控信息技術有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32