embedded - 在 Modelica 中对简单的嵌入式系统进行建模

Question

我想从更逻辑(或基于行为)的角度而不是低级(电气)角度在 Modelica (OpenModelica) 中对一个非常简单的嵌入式系统进行建模。对我来说主要的问题是，我以前从未使用过 Modelica，而且我在理解如何看待正确建模的想法方面确实遇到了困难。

该系统的启动应该非常简单，由一个通过总线与 Controller 连接的传感器组成。系统所需的行为应该是传感器定期生成值并通过中断通知 Controller 。作为返回， Controller 应该对该中断使用react并获取值。正如我已经提到的，这个示例的目的是首先掌握如何看待 Modelica 中的想法，并获得一个初始(可能不是很有用)的工作示例，我可以将其迭代扩展为更复杂的示例。

这是我迄今为止建模的系统:

传感器型号:

model ES_Sensor
    parameter Integer id = 1;
    parameter Real frequency = 1.0;
    Integer reg_temperature = 0;
    ES_Interface interface;
algorithm
    when sample(0, 1 / frequency) then
        reg_temperature := reg_temperature + 1;
        interface.interrupt := 1;
    end when;
    when interface.address == id then
        interface.data := reg_temperature;
    end when;
end ES_Sensor;

接口(interface)连接器:

connector ES_Interface
    flow Real dummy1;
    flow Real dummy2;
    flow Real dummy3;
    Integer address = 0;
    Integer data = 0;
    Integer interrupt = 0;
end ES_Interface;

巴士型号:

model ES_Bus
    ES_Interface master;
    ES_Interface slave;
equation
    master.data = slave.data;
    master.address = slave.address;
    master.interrupt = slave.interrupt;
end ES_Bus;

Controller 型号:

 model ES_Controller
     ES_Interface interface1;
     Integer reg_a = 0;
 algorithm
     when
          interface1.interrupt == 1 then
          interface1.interrupt := 0;
          interface1.address := 1;
          reg_a := interface1.data;
          interface1.address := 0;
     end when
 end ES_Controller;

系统型号:

 model Simple_System
     ES_Sensor Sensor;
     ES_Bus Bus;
 equation
     connect(Controller.interface1, Bus.master);
     connect(Bus.slave, Sensor.interface);
 end Simple_System;

如果我尝试模拟“Simple_System”，我基本上会遇到两个错误。一个告诉我系统过度指定(35 个方程与 26 个变量)，另一个说:“找到没有时间相关变量的方程:Controller.interface1.interrupt = 0.0”。

我确实理解第一个，但我现在绝对知道如何解决它。第二个我完全不明白。

如有任何帮助，我们将不胜感激!如果有人至少可以向我推荐一些有用的文献，我也会很感激。

Answer 1

好吧，我建议您阅读更多有关 Modelica 的内容。

您可以阅读规范: https://modelica.org/documents

或者阅读 Michael T 的免费书籍: http://book.xogeny.com/

或者获取 Peter F 的一些书籍: http://www.amazon.com/s?ie=UTF8&page=1&rh=n%3A283155%2Cp_27%3APeter%20Fritzson

由于您有非物理连接器，您应该从连接器中删除流变量。另外，在when方程中使用reinit。

connector ES_Interface
    Integer address;
    Integer data;
    Integer interrupt;
end ES_Interface;

model ES_Sensor
    parameter Integer id = 1;
    parameter Real frequency = 1.0;
    Integer reg_temperature = 0;
    ES_Interface interface;
algorithm
    when sample(0, 1 / frequency) then
        reinit(reg_temperature, reg_temperature + 1);
        reinit(interface.interrupt, 1);
    end when;
    when interface.address == id then
        reinit(interface.data, reg_temperature);
    end when;
end ES_Sensor;

model ES_Bus
    ES_Interface master;
    ES_Interface slave;
equation
    master.data = slave.data;
    master.address = slave.address;
    master.interrupt = slave.interrupt;
end ES_Bus;

model ES_Controller
     ES_Interface interface1;
     Integer reg_a = 0;
 algorithm
     when interface1.interrupt == 1 then
          reinit(interface1.interrupt, 0);
          reinit(interface1.address, 1);
          reinit(reg_a, interface1.data);
     end when;
end ES_Controller;

model Simple_System
     ES_Sensor Sensor;
     ES_Bus Bus;
     ES_Controller Controller;
equation
     connect(Controller.interface1, Bus.master);
     connect(Bus.slave, Sensor.interface);
end Simple_System;

现在，如果您实例化您得到的模型:

class Simple_System
  parameter Integer Sensor.id = 1;
  parameter Real Sensor.frequency = 1.0;
  Integer Sensor.reg_temperature = 0;
  Integer Sensor.interface.address;
  Integer Sensor.interface.data;
  Integer Sensor.interface.interrupt;
  Integer Bus.master.address;
  Integer Bus.master.data;
  Integer Bus.master.interrupt;
  Integer Bus.slave.address;
  Integer Bus.slave.data;
  Integer Bus.slave.interrupt;
  Integer Controller.interface1.address;
  Integer Controller.interface1.data;
  Integer Controller.interface1.interrupt;
  Integer Controller.reg_a = 0;
equation
  Bus.master.data = Bus.slave.data;
  Bus.master.address = Bus.slave.address;
  Bus.master.interrupt = Bus.slave.interrupt;
  Bus.master.address = Controller.interface1.address;
  Bus.master.data = Controller.interface1.data;
  Bus.master.interrupt = Controller.interface1.interrupt;
  Bus.slave.address = Sensor.interface.address;
  Bus.slave.data = Sensor.interface.data;
  Bus.slave.interrupt = Sensor.interface.interrupt;
algorithm
  when sample(0.0, 1.0 / Sensor.frequency) then
    reinit(/*Real*/(Sensor.reg_temperature), /*Real*/(1 + Sensor.reg_temperature));
    reinit(/*Real*/(Sensor.interface.interrupt), 1.0);
  end when;
  when Sensor.interface.address == Sensor.id then
    reinit(/*Real*/(Sensor.interface.data), /*Real*/(Sensor.reg_temperature));
  end when;
algorithm
  when Controller.interface1.interrupt == 1 then
    reinit(/*Real*/(Controller.interface1.interrupt), 0.0);
    reinit(/*Real*/(Controller.interface1.address), 1.0);
    reinit(/*Real*/(Controller.reg_a), /*Real*/(Controller.interface1.data));
  end when;
end Simple_System;

其中有 11 个方程和 14 个变量。您将需要更多方程来模拟某些变量的行为。请注意，当方程仅在某个时间点有效时所以它们不算方程。这就是为什么你需要添加模型中的更多方程将说明变量如何连续随时间变化。