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多领域建模与仿真编译器前端交互若干关键技术研究

作　者: 唐俊杰
导　师: 赵建军
学　校: 华中科技大学
专　业: 数字化设计及制造
关键词: 建模与仿真 Modelica 序列化代码格式化模型库管理
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 165次
引　用: 2次
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内容摘要

复杂工程系统通常是由多个领域的多个子系统耦合而成,对于其分析与仿真,传统的侧重于单个领域仿真的分析工具已经不能满足需要。Modelica标准建模语言支持面向对象的层次化建模、多领域统一建模、陈述式物理建模和连续离散混合建模等特性,非常适宜于多领域复杂物理系统的统一建模与仿真。华中科技大学CAD中心基于Modelica语言研究开发的多领域物理系统建模与仿真平台MWorks,由前端IDE、编译器、求解器和后处理器组成。编译器是建模与仿真之间的核心转换环节,负责Modelica模型的词法、语法、语义分析及实例平坦化,为前端IDE提供模型操作与输入输出接口,为求解器提供模型平坦化方程系统作为输入。本文针对编译器与前端IDE的交互接口,对其中的输入输出序列化、模型代码格式化和Modelica模型库管理等若干关键技术进行了深入研究。输入输出序列化是MWorks系统加载Modelica模型库的关键技术之一。通过分析一般程序语言的序列化技术,以MWorks对模型库词法/语法分析得到的Dom为基础,提出了Modelica的序列化技术。结合Modelica语言的语法特点,制定了相应的序列化规则。代码格式化是前端IDE以统一的代码布局格式显示Modelica源代码的关键技术。通过分析代码格式化的原理,总结得出了格式化的一般规律;分析了Modelica语言中结构化实体的特点,结合对Dom的研究,制定了Modelica源代码的布局规则。Modelica模型库管理是MWorks系统实现Modelica模型库交互操作的关键技术。通过分析模型库交互操作的特点,明确了MWorks编译器对模型库的管理职能,设计实现了一系列的接口函数用于在前端IDE与编译器之间传递模型库相关的数据。基于上述研究,在MWorks编译器中实现了基于Dom的序列化技术、基于Dom的代码格式化技术和Modelica模型库管理技术。论文的最后介绍了MWorks系统的组成,并给出了与研究内容对应的运行实例。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-20
  1.1 课题的背景、目的和意义  9-10
    1.1.1 课题的来源、目的和意义  9
    1.1.2 课题的背景  9-10
  1.2 多领域物理系统建模与仿真技术概述  10-16
    1.2.1 多领域物理系统协同建模与仿真  10-12
    1.2.2 多领域物理系统统一建模与仿真  12-16
  1.3 Modelica 语言综述  16-19
  1.4 本文的内容安排  19-20
2 MWorks 编译器的流程与结构  20-27
  2.1 MWorks 编译器的流程  20-21
  2.2 MWorks 编译器的结构  21-24
    2.2.1 Dom 抽象语法树  22-23
    2.2.2 错误处理机制与源文件系统  23-24
  2.3 本文研究在MWorks 平台开发中的位置  24-26
  2.4 本章小结  26-27
3 MWorks 编译器前端交互若干关键技术  27-51
  3.1 基于 Dom 的序列化  27-37
    3.1.1 序列化技术浅析  28-30
    3.1.2 序列化机制的设计与实现  30-37
  3.2 基于 Dom 的代码格式化  37-46
    3.2.1 代码格式化的原理和目的  37-38
    3.2.2 代码格式化的实现  38-46
  3.3 Modelica 模型库的管理  46-49
    3.3.1 模型库管理的研究  46
    3.3.2 模型库管理的实现  46-49
  3.4 本章小结  49-51
4 MWorks 系统运行实例  51-55
  4.1 MWorks 系统简介  51
  4.2 运行实例  51-54
  4.3 本章小结  54-55
5 总结和展望  55-57
  5.1 全文总结  55
  5.2 研究展望  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-61

多领域建模与仿真编译器前端交互若干关键技术研究

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