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基于FMI接口协议的FMU模型封装及集成

FMI Toolbox for MATLAB 概述
        FMI是独立于建模App的标准接口协议,可用于集成不同App建立的、不同详细程度的模型,进行MIL、SIL和HIL仿真。基于FMI协议封装后的模型为FMU。
        FMI Toolbox for MATLAB是Modelon企业基于FMI标准开发的联合仿真应用App工具,广泛应用于汽车、航空、航天、能源等行业系统的功能仿真、验证和硬件在环仿真。
        FMI Toolbox for MATLAB实现了在MATLAB/Simulink环境中集成其他建模工具生成的FMU模型的功能,并支撑将MATLAB/Simulink建立的模型封装为FMU给其他仿真工具使用。FMI Toolbox for MATLAB提供全面的与FMU模型各部分交互的C程序接口,包括解压、载入共享文件,解析XML模型文件和模型检查等,同时支撑Windows平台和Linux平台。
 
功能概况
        FMU导入MATLAB/Simulink:支撑ME(Model Exchange)和CS(Co-Simulation)两种方式的FMU模型导入,并且可在MATLAB/Simulink界面中配置修改模型参数。
FMU导入Simulink的格式
Simulink中修改FMU的模型参数
Dymola搭建的液体冷却模型                基于液体冷却FMU模型
        Simulink模型导出为FMU:实现Simulink模型导出FMU给其他仿真工具(如Dymola)使用,并且支撑Simulink Coder/Real-Time Worshop实时工具。
        支撑实验设计(Design of experiments):导入的FMU模型可用于DOE分析。
应用&案例
        国外某汽车研究所采用FMI Toolbox for MATLAB联合仿真工具实现控制器模型的在整车环境中的虚拟测试,车辆的控制器模型基于MATLAB/Simulink环境搭建,然后通过FMI Toolbox for MATLAB工具生成FMU模型,最后导入Dymola平台中进行联合仿真,实现控制器算法模型和Dymola整车联合仿真测试。
 
FMI Add-In for Excel 概述
        FMI Add-In for Excel工具实现在Excel中运行FMU模型,借助Excel强大的数据处理功能,实现快速的仿真参数配置、参数扫描、多工况仿真和结果可视化等功能,目前支撑FMI for Model Exchange 1.0和FMI For Co-simulation 1.0 标准。
        借助于该工具,可以将系统设计人员基于Dymola、Simulink、AMESim等工具建立的系统模型,以FMU的形式导入到Excel中进行仿真测试,提升工作效率。
 
功能概况
        与Excel进行菜单集成:通过与Excel菜单功能集成,支撑FMU模型导入与参数配置。
FMU模型导入Excel并进行参数设置
        实验设计(Design of experiments):通过实验设计进行多种工况的仿真。
基于Excel的数据处理功能实现多种工况的仿真
        数据处理:充分利用Excel数据处理与计算优势,实现仿真参数或结果可视化。
基于Excel的结果可视化
        二次开发:可通过运行宏或者提供的VB函数进行二次开发,完成例如载入FMU模型、设置实验参数、运行仿真工况等操作,实现仿真流程的自动化。
基于Excel二次开发的仿真流程自动化
 
应用&案例
        Modelon企业空调实验研究所借助FMI Add-In for Excel工具进行内部换热器虚拟测试,先基于Dymola搭建了虚拟测试模型并封装为FMU,然后通过FMI Add-In for Excel工具在Excel中载入FMU模型,设置模型参数,定义实验设计工况,运行仿真得到不同流量条件下的热交换效果。
Dymola内部换热器模型                    Excel中实行虚拟测试

 

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