modelica - 计算带有连接器的模型中的方程数量

Question

我目前正在评估 Dymola 2020 以构建太阳能发电厂模型，但我对使用自定义连接器的模型中的方程数量感到困扰。

代码如下:

connector Port
  flow Real Q;
  Real P;
  Real T;
end Port;

model Inlet
  parameter Real Q = 1;
  parameter Real P = 2;
  parameter Real T = 3;
  Port a;
equation 
  a.Q = Q;
  a.P = P;
  a.T = T;
end Inlet;

我在模型中设置了 3 个方程，但出现错误，显示有 4 个方程。方程是如何计算的？为什么是4个？

The problem is structurally singular.

It has 3 scalar unknowns and 4 scalar equations. The Real part has 3 unknowns and 4 equations. The Integer part has 0 unknowns and 0 equations. The Boolean part has 0 unknowns and 0 equations. The String part has 0 unknowns and 0 equations.

The number of scalar Real unknown elements are 3. The number of scalar Real equation elements are 4.

Part of the problem for Real elements is overdetermined. There are 1 scalar equations too many in the set: a.T = T; a.P = P; a.Q = Q;

Answer 1

您的示例有两个独立的问题:

1. 连接器通常包含对跨/势和流/通过变量 Modelica Language Specification ，第 9.3.1 节。遵循此约定，使用这些连接器的模型通常定义流和跨变量之间的关系。有关连接器定义的一些通用且非常易读的信息，请参阅 Modelica by Exmple 。我认为遵循这个约定并不是强制性的，但是如果在物理系统建模时这样做的话，事情会变得容易很多。

2. Inlet 设置所有接口(interface)变量。物理源模型设置横向或流动变量。您有一个压力源或一个流量源，它不能同时设置两者。这归结为管道计算流量的压降或压降的流量。模型通常假设交叉变量或流变量是由外部决定的。由此，模型使用其equation部分中定义的关系来计算另一个。对于您的示例，所有这一切都归结为:如果您删除任何方程，例如a.Q = Q; 从 Inlet 开始，模型进行检查。对此的解释是如何从连接器和模型生成方程。有关这方面的更多信息，请参阅 Modelica Language Specification ，第 9.2 节，第 110 页底部，说“每个连接集用于生成...”

关于以上两点，我建议您查看一下Modelica标准库的FluidHeatFlow库，尤其是Modelica.Thermal.FluidHeatFlow.Interfaces.FlowPort中定义的接口(interface)。从您的接口(interface)变量来看，该库服务于类似的物理域。

为了更简单地开始，仔细查看 Modelica.Thermal.HeatTransfer 也很有意义。这个包只有一对跨/流变量，使其更容易理解。