飛行器制導(dǎo)控制系統(tǒng)建模與仿真（基于MWORKS）課件 第2章 MWORKS平臺介紹

1第二章

目錄1、MWORKS平臺簡介22、Syslab軟件簡介3、Sysplorer軟件簡介4、Sysplorer與Syslab交互模塊及相互調(diào)用3MWORKS平臺簡介小回路設(shè)計驗證閉環(huán)在論證階段引入可實現(xiàn)系統(tǒng)方案早期驗證，提前暴露系統(tǒng)設(shè)計缺陷與錯誤大回路設(shè)計驗證閉環(huán)引入大回路設(shè)計驗證閉環(huán)可實現(xiàn)設(shè)計方案的數(shù)字化驗證，利用虛擬試驗對實物試驗進行補充和拓展數(shù)字孿生虛擬驗證閉環(huán)在測試和運維階段，對傳統(tǒng)的基于實物試驗的測試驗證與基于測量數(shù)據(jù)的運行維護進行補充和拓展4MWORKS平臺組成5MWORKS平臺組成系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計環(huán)境MWORKS.Sysbuilder面向復(fù)雜工程系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計軟件，支持用戶開展早期方案論證，實現(xiàn)基于模型的多領(lǐng)域系統(tǒng)綜合分析和驗證科學(xué)計算環(huán)境MWORKS.Syslab基于Julia語言提供交互式編程環(huán)境，可實現(xiàn)科學(xué)計算編程、編譯、調(diào)試和繪圖,支持信息物理融合、建模與仿真分析系統(tǒng)建模仿真環(huán)境MWORKS.Sysplorer大回路閉環(huán)及數(shù)字孿生的支撐平臺，面向多領(lǐng)域工業(yè)產(chǎn)品的系統(tǒng)級綜合設(shè)計與仿真驗證平臺，支撐MBSE應(yīng)用協(xié)同建模與模型數(shù)據(jù)管理環(huán)境MWORKS.Syslink面向協(xié)同設(shè)計與模型管理的基礎(chǔ)平臺，打破單位地域障礙函數(shù)庫MWORKS.Function提供基礎(chǔ)數(shù)學(xué)和繪圖等基礎(chǔ)功能函數(shù)，內(nèi)置高質(zhì)優(yōu)選函數(shù)庫，支持用戶自行擴展模型庫MWORKS.Library經(jīng)過工程驗證的設(shè)計仿真一體化模型庫，覆蓋航天、航空、汽車、能源、船舶等多個重點行業(yè)工具箱MWORKS.Toolbox提供AI與數(shù)據(jù)科學(xué)、信號處理與通信、控制系統(tǒng)、機械多體、代碼生成、校核&驗證與確認(rèn)、模型集成與聯(lián)合仿真、接口工具等多個類別應(yīng)用工具目錄1、MWORKS平臺簡介62、Syslab軟件簡介3、Sysplorer軟件簡介4、Sysplorer與Syslab交互模塊及相互調(diào)用7Syslab軟件界面操作界面8Syslab軟件設(shè)置軟件設(shè)置目錄1、MWORKS平臺簡介92、Syslab軟件簡介3、Sysplorer軟件簡介4、Sysplorer與Syslab交互模塊及相互調(diào)用10Sysplorer軟件界面操作界面11Sysplorer軟件界面建模標(biāo)簽頁Sysplorer提供了3種窗口供用戶觀察模型的狀態(tài)變化：曲線窗口、3D動畫窗口、2D動畫窗口。編輯標(biāo)簽頁除工具欄相較“建?！睒?biāo)簽頁發(fā)生變化外，其余保持一致。在編輯標(biāo)簽頁下，可完成繪制圖元等編輯操作。圖表標(biāo)簽頁模型編輯窗口有四種不同的顯示模式，在建模環(huán)境下，在工具欄內(nèi)單擊如下圖所示的按鈕實現(xiàn)模式切換。工具標(biāo)簽頁“導(dǎo)出”欄可進行FMU文件導(dǎo)出；“應(yīng)用”欄可實現(xiàn)運行腳本、頻率估算、模型標(biāo)定，插件管理等操作；“環(huán)境”欄可對使用許可和語言進行設(shè)置。12Sysplorer軟件界面仿真標(biāo)簽頁13Sysplorer軟件設(shè)置加載模型庫啟動Sysplorer后選擇菜單“文件”，再選擇“模型庫”，可以選擇任意一個標(biāo)準(zhǔn)庫進行加載。14Sysplorer軟件設(shè)置加載模型庫打開Modelica標(biāo)準(zhǔn)庫的下拉菜單可看到不同的標(biāo)準(zhǔn)庫，選擇一個庫并彈出對話框，單擊“確定”按鈕即加載對應(yīng)的模型庫15Sysplorer軟件設(shè)置加載自定義模型庫單擊圖中“新增庫目錄”按鈕，選擇所需新增的模型庫目錄，單擊“選擇文件夾”，“選項”界面模型庫節(jié)點下增加了模型庫目錄，單擊“確定”即可加載模型庫16Sysplorer軟件設(shè)置編譯器設(shè)置若對編譯器有要求，或者指定的編譯器不存在，可以在菜單欄中選擇“工具”，單擊其中的“選項”按鈕，在打開的“選項”窗口中，展開“仿真”子菜單欄，單擊“C編譯器”進行設(shè)置。17Sysplorer軟件設(shè)置面板布局設(shè)置“模型瀏覽器”面板?？吭谥鹘缑孀髠?cè)邊，在左上控制欄內(nèi)顯示“模型瀏覽器”，控制欄共有8個方位。當(dāng)軟件關(guān)閉時會自動保存當(dāng)前窗口布局，并在啟動軟件時自動恢復(fù)到上次關(guān)閉時的狀態(tài)。目錄1、MWORKS平臺簡介182、Syslab軟件簡介3、Sysplorer軟件簡介4、

Sysplorer與Syslab交互模塊及相互調(diào)用19Syslab與Sysplorer的交互模塊使用前準(zhǔn)備：在Syslab工具欄中點擊Sysplorer，自動打開Sysplorer軟件并加載Modelica3.2.3模型庫出現(xiàn)SyslabWorkspace。注意事項：如不能打開Sysplorer軟件，則需要確認(rèn)Syslab首選項中Sysplorer可執(zhí)行文件路徑是否正確Syslab和Sysplorer均需2022版以上Sysplorer軟件編譯器為64位20Syslab與Sysplorer的交互模塊ToWorkspace：Sysplorer的仿真結(jié)果發(fā)送至Syslab工作區(qū)中ToWorkspace子庫中包含4個組件，分別為：ToWorkspace_Scale：輸出為標(biāo)量數(shù)據(jù)ToWorkspace_Vector：輸出為一維數(shù)組ToWorkspace_Matrix：輸出為矩陣ToWorkspace_3D_Array：輸出為三維數(shù)組FromWorkspace：Sysplorer從Syslab工作區(qū)中讀取數(shù)據(jù)fromWorkspace子庫中包含5個組件，分別為：fromWorkspace_Scale：獲取標(biāo)量數(shù)據(jù)fromWorkspace_Vector：獲取一維數(shù)組fromWorkspace_Matrix：獲取二維數(shù)組fromWorkspace_3D_Array：獲取三維數(shù)組fromWorkspaceTimeTable：獲取表格矩陣，并通過線性插值來生成（可能是不連續(xù)的）信號21Syslab調(diào)用Sysplorer中的仿真數(shù)據(jù)1.打開Syslab，啟動REPL2.在Syslab中啟動Sysplorer，并加載SyslabWorkspace模型庫3.在Sysplorer中，選取ToWorkspace組件并添加到模型4.對ToWorkspace組件設(shè)置參數(shù)，包括：varName：指定Syslab工作區(qū)中變量out的分量名稱sampleTime：采樣時間。row_dims、col_dims、dims：變量維度參數(shù)。5.模型構(gòu)建完成后，就可以開始仿真運行6.在仿真暫?；蛲Ｖ箷r，系統(tǒng)會將仿真結(jié)果寫入到Syslab工作區(qū)22Sysplorer獲取Syslab工作區(qū)數(shù)據(jù)1.啟動Syslab，啟動REPL，并確保工作區(qū)中有變量2.在Syslab中啟動Sysplorer，并加載SyslabWorkspace模型庫3.在Sysplorer中，選取FromWorkspace組件并添加到模型4.對FromWorkspace組件設(shè)置參數(shù)，包括：

varName：Syslab工作區(qū)中的變量名

interpreted：仿真過程中是否實時讀取數(shù)據(jù)。

row_dims、col_dims、dims：所需獲取數(shù)據(jù)的維度參數(shù)

offset、startTime：時間表參數(shù)5.模型構(gòu)建完成后，即可開始仿真23Sysplorer與Syslab交互功能示例下面以MWORKS的兩個官方示例演示，說明Syslab與Sysplorer的數(shù)據(jù)交互功能及應(yīng)用。PID控制器濾波器Syslab調(diào)用Sysplorer仿真數(shù)據(jù)簡單示例受拉滾輪Sysplorer獲取Syslab工作區(qū)數(shù)據(jù)24Syslab調(diào)用Sysplorer仿真數(shù)據(jù)PID控制器1.在MWORKS.Syslab的安裝路徑下，以Examples\SyslabWorkspace路徑找到Demo_ToWorkspace_PID_Controller.jl，在Syslab中打開。25Syslab調(diào)用Sysplorer仿真數(shù)據(jù)PID控制器2.以Library\SyslabWorkspace1.0\SyslabWorkspace\Examples路徑找到Demo_ToWorkspace_PID_Controller.mo，在Sysplorer中打開26Syslab調(diào)用Sysplorer仿真數(shù)據(jù)PID控制器3.在Sysplorer中運行仿真模型Demo_ToWorkspace_PID_Controller.mo，再在Syslab中運行Demo_ToWorkspace_PID_Controller.jl在默認(rèn)參數(shù)下，本示例的仿真結(jié)果輸出到Syslab工作區(qū)繪圖后如圖所示27Syslab調(diào)用Sysplorer仿真數(shù)據(jù)濾波器1.在MWORKS.Syslab的安裝路徑下，以Examples\SyslabWorkspace路徑找到Demo_ToWorkspace_Filter.jl，在Syslab中打開28Syslab調(diào)用Sysplorer仿真數(shù)據(jù)濾波器2.以Library\SyslabWorkspace1.0\SyslabWorkspace\Examples路徑找到Demo_ToWorkspace_Filter.mo，在Sysplorer中打開29Syslab調(diào)用Sysplorer仿真數(shù)據(jù)濾波器3.在Sysplorer中運行仿真模型Demo_ToWorkspace_Filter.mo，再在Syslab中運行Demo_ToWorkspace_Filter.jl在默認(rèn)參數(shù)下，本示例的仿真結(jié)果輸出到Syslab工作區(qū)繪圖后如圖所示30Sysplorer獲取Syslab工作區(qū)數(shù)據(jù)簡單示例1.在MWORKS.Syslab的安裝路徑下，以Examples\SyslabWorkspace路徑找到Demo_FromWorkspace.jl，在Syslab中打開31Sysplorer獲取Syslab工作區(qū)數(shù)據(jù)簡單示例2.以Library\SyslabWorkspace1.0\SyslabWorkspace\Examples路徑找到Demo_FromWorkspace.mo，在Sysplorer中運行，再在Syslab中運行Demo_FromWorkspace.jl；32Sysplorer獲取Syslab工作區(qū)數(shù)據(jù)受拉滾輪1.在MWORKS.Syslab的安裝路徑下，以Examples\SyslabWorkspace路徑找到Demo_FromWorkspace_RollingWheelSetPulli