一种基于Modelica语言的混合系统DEVS模型架构

【引言】Modelica 是一种面向对象的描述语言，它提供了一种结构化，计算机支持的方法进行数学建模( 基于方程) 。Modelica 作为一种标准和成熟的通用建模语言，具有良好的面向对象特性，支持连续离散混合模型，可以用于作战模拟中的多领域混合系统建模与仿真。DEVS 是一种通用仿真形式化方法，虽然是为离散模型设计的，但由于其定义的精确性和灵活性，也可以支持连续模型的仿真。不过由于DEVS 的数学描述形式不足以支撑其仿真实现的标准化，因此需要用一种建模语言支持DEVS 模型的标准化和编译过程，从语法和语义两个层次辅助检测和可执行体的生成过程。利用Modelica 语言描述DEVS 模型可以为其提供良好的语法约束和编译检查手段。文献和已经讨论了在Modelica 中描述DEVS 模型的方法及其在CD + + 中的应用。但是在转换过程中，需要首先转换为键结图( Bond Graph) ，这一变换手续，增加了模型变换的复杂度。本文先简要介绍Modelica 规范，讨论用Modelica 表示DEVS 规范的意义; 其次在Modelica语法元素的基础上提出如何在Modelica 中表示DEVS，给出Modelica-DEVS 架构表示离散模型和连续模型的方法; 最后，详细介绍了Modelica-DEVS 编译器的结构和实现，并结合飞行导航控制系统的例子，给出了用Modelica-DEVS 架构实现的混合仿真系统。