[發明專利]用于控制和協同仿真實體系統的方法和系統

有效

• 申請號: 201610682817.0
• 申請日: 2016-08-18
• 公開（公告）號: CN106844291B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: E·德雷斯
• 申請（專利權）人: 沃爾沃汽車公司
• 主分類號: G06F17/13
• 分類號: G06F17/13;G06F30/20
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉興鵬

提供了一種用于在包括多個表示實體系統的子系統的系統中控制和協同仿真的方法。所述方法包括：在仿真第一實體系統的第一子系統中，提供表示第一實體系統的特性的第一時間連續輸出信號。使用作為抗混疊濾波器的連續移動平均(CMA)濾波器對輸出信號濾波以形成經濾波的時間連續信號；其中經濾波的輸出信號包括：對時間連續信號積分以形成積分信號；對積分信號進行采樣；對于每個樣本，由當前樣本和在先樣本形成平均值；并且由平均值形成經濾波的時間連續信號；其中所述方法進一步包括將經濾波的時間連續信號提供至仿真第二實體系統的第二子系統。還提供了用于完成所述方法的系統。

技術領域

本發明涉及一種實體系統(physical systems)的控制和協同仿真(co-simulation)的系統和方法。特別地，本發明涉及控制或協同仿真系統中子系統的連接。

背景技術

汽車工業加快了其產品開發的步伐。同時在最終產品中增加了機電系統的數量。這些系統被虛擬地開發并且必須用目的驅動保真度仿真模型集成在目的驅動集成平臺內。接口標準的引入即所謂的通用模型接口(functional mock-up interface，簡稱FMI)使得能夠在更大的規模上開發該過程。

在特定域創作工具(domain specific authoring tools)中生成實體系統使用的仿真模型。這些工具用于其適于目的數值求解。因為實體系統主要在連續時間域內被建模，因此得到的協同仿真模型事實上是采樣系統。出于這個原因，眾所周知的是限制模型系統的帶寬以在奈奎斯特頻率(Nyquist frequency)內很好地適配。

然而，例如機械系統的協同仿真具有牢固耦合的接口。在輸入運動信號時的特定情形下，得到的力和/或轉矩(反之亦然)必須被反饋回來。但是，施加的運動(或力和/或轉矩)產生連續時間階躍響應，其以相對較大帶寬引起噪音。

EP2680157通過基于輸出導數計算雅可比矩陣解決了協同仿真系統的上述問題，其中所述輸出導數基于涉及用于多個子系統中每個子系統的相應第一輸入變量的相應狀態可變導數。EP2680157公開的方法還包括基于相應的狀態可變導數調整第一輸入變量和計算第二輸入變量和用于多個子系統中每個的其余變量。

然而，雖然EP2680157建議的方法可以解決與協同仿真相關的當前問題中的某些問題，但是EP2680157中描述的方法需要復雜的數學步驟。此外，該方法需要有關子系統特性的詳細資料，當連接由不同商業工具表示的子系統時這不是都可能的。

因此，需要在協同仿真系統中改進子系統之間連接性的簡化方法。

發明內容

鑒于上述現有技術，本發明的一個目的是提供用于控制和協同仿真的改進方法和系統。

根據本發明的第一方面，提供了一種用于在包括多個子系統的系統中控制和協同仿真的方法，每個子系統表示一實體系統，其中所述方法包括：在仿真第一實體系統的第一子系統中，提供表示第一實體系統的特性的第一時間連續輸出信號；使用作為抗混疊濾波器的連續移動平均(continuous moving average，簡稱CMA)濾波器對輸出信號濾波以形成經濾波的時間連續信號；其中經濾波的輸出信號包括：對時間連續信號積分以形成積分信號；對積分信號進行采樣；對于每個樣本，由當前樣本S₀和在先樣本S_0-n(其中n0)除以總采樣時間h*n形成平均值，其中h是采樣周期；并且由平均值形成經濾波的時間連續信號；其中所述方法進一步包括將經濾波的時間連續信號提供至仿真第二實體系統的第二子系統。

通過上述方法，提供了控制和協同仿真系統，其保存能量并且改進系統的總體穩定性。特別地，上述濾波器不減弱第一與第二子系統之間接口之上的能量轉移。