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1、(10)申请公布号 CN 103530447 A (43)申请公布日 2014.01.22 CN 103530447 A (21)申请号 201310446441.X (22)申请日 2013.09.26 G06F 17/50(2006.01) G06F 9/455(2006.01) (71)申请人 北京经纬恒润科技有限公司 地址 100101 北京市朝阳区安翔北里11号B 座 8 层 (72)发明人 余正宁 罗喜霜 张天宇 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 王宝筠 (54) 发明名称 一种基于 Simulink 的模型自动生成方法 (57) 摘要 本发。
2、明公开了一种基于 Simulink 的模型自 动生成方法， 包括 ： 制定系统变量的命名规范 ； 根 据制定的系统变量的命名规范建立系统方程 ； 根 据建立的系统方程调用 Simulink 模型库中相应 的基础模块 ； 根据经过命名规范后的变量对相应 的基础模块自动进行规范的命名 ； 根据经过规范 命名后的基础模块搭建模型框架， 每一个系统方 程形成系统的一个子系统 ； 根据系统方程的运算 规则调用 Simulink 模型库中相应的基础模块， 生 成各个子系统模型框架中的子模块。本发明通过 对变量和基础模块进行命名规范， 根据规范后的 系统方程和基础模块对模型进行搭建， 能够实现 模型的自动生。
3、成， 且模型风格统一， 可读性高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103530447 A CN 103530447 A 1/1 页 2 1. 一种基于 Simulink 的模型自动生成方法， 其特征在于， 包括 ： 制定系统变量的命名规范 ； 根据制定的系统变量的命名规范建立系统方程 ； 根据建立的系统方程调用 Simulink 模型库中相应的基础模块 ； 根据经过命名规范后的变量对相应的基础模块自动进行规范的命名 ； 根据经过。
4、规范命名后的基础模块搭建模型框架， 每一个系统方程形成系统的一个子系 统 ； 根据系统方程的运算规则调用 Simulink 模型库中相应的基础模块， 生成各个子系统 模型框架中的子模块。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述变量的命名规范包括 ： 变量的英文名 称和变量的物理含义。 3. 根据权利要求 2 所述的方法， 其特征在于， 所述制定系统变量的命名规范具体为 ： 将系统中相同含义的变量定义为相同的英文名称和相同的物理含义。 4. 根据权利要求 3 所述的方法， 其特征在于， 所述根据制定的系统变量的命名规范建 立系统方程具体为 ： 将系统方程中含义相同的变量用规范的。
5、相同的英文名称代替。 权 利 要 求 书 CN 103530447 A 2 1/4 页 3 一种基于 Simulink 的模型自动生成方法 技术领域 0001 本发明涉及仿真建模技术领域， 更具体地说， 涉及一种基于 Simulink 的模型自动 生成方法。 背景技术 0002 Simulink 建模工具是一种用途很广泛的工具， 可以搭建线性、 非线性、 实时、 离散 系统的数学模型， 通过该工具搭建的模型可以用于数学仿真， 也可以编译成 C 代码后下载 到实时仿真机进行实时仿真， 因此， Simulink 模型在各个领域， 如 ： 控制系统、 动力系统、 通 讯领域等， 应用非常广泛。 00。
6、03 目前， 在利用 Simulink 建模工具对复杂系统进行建模的过程中， 一般都是设计人 员根据自身对系统物理特性及描述方程的理解， 利用 Simulink 模型提供的基础模块， 如加 法、 积分、 微分模块等， 手动搭建出系统方程对应的模型。 0004 但是， 上述的手动搭建模型的过程中， 存在以下问题 ： 1、 建模的工作量将会随着系 统方程的复杂程度而急速增大， 在模型的搭建过程中容易出现错误。2、 Simulink 模块的布 局和位置安排将随设计人员不同而发生变化， 风格不统一， 可读性差。3、 对于较复杂的系 统， 一般会将其分解为功能较独立几个子系统， 通过子系统之间的配合完成。
7、工作， 降低整个 系统的复杂度。 但是这种子系统模块划分的工作由设计人员决定， 缺乏规范， 且后期要替换 模块时， 修改工作量会很大。 例如， 对于导弹模型， 有的设计人员将其划分为质量模块、 推力 模块等等， 有的设计人员又划分为力与力矩模块、 动力学模块等等。因此， 若后期导弹模型 有变动， 就需要对相关的所有模块进行修改检查， 以便适应新模型。 发明内容 0005 有鉴于此， 本发明提供一种基于 Simulink 的模型自动生成方法， 通过对变量和基 础模块进行命名规范， 根据规范后的系统方程和基础模块自动对模型进行搭建， 能够实现 模型风格的统一， 且提高模型的可读性。 0006 为解。
8、决上述技术问题， 本发明采用的技术方案为 ： 一种基于 Simulink 的模型自动 生成方法， 包括 ： 0007 制定系统变量的命名规范 ； 0008 根据制定的系统变量的命名规范建立系统方程 ； 0009 根据建立的系统方程调用 Simulink 模型库中相应的基础模块 ； 0010 根据经过命名规范后的变量对相应的基础模块自动进行规范的命名 ； 0011 根据经过规范命名后的基础模块搭建模型框架， 每一个系统方程形成系统的一个 子系统 ； 0012 根据系统方程的运算规则调用 Simulink 模型库中相应的基础模块， 生成各个子 系统模型框架中的子模块。 0013 优选地， 所述变量。
9、的命名规范包括 ： 变量的英文名称和变量的物理含义。 说 明 书 CN 103530447 A 3 2/4 页 4 0014 优选地， 所述制定系统变量的命名规范具体为 ： 0015 将系统中相同含义的变量定义为相同的英文名称和相同的物理含义。 0016 优选地， 所述根据制定的系统变量的命名规范建立系统方程具体为 ： 0017 将系统方程中含义相同的变量用规范的相同的英文名称代替。 0018 从上述的技术方案可以看出， 本发明公开的一种基于 Simulink 的模型自动生成 方法， 首先对系统的变量进行命名规范， 其次根据制定的系统变量命名规范建立系统方程， 其次， 根据建立的系统方程调用 。
10、Simulink 模型库中相应的基础模块， 根据经过命名规范后 的变量对相应的基础模块自动进行规范的命名， 其次根据经过规范命名后的基础模块搭建 系统的模型框架， 形成系统的子系统， 最后根据系统方程的运算规则调用 Simulink 模型库 中相应的基础模块， 生成各个子系统模型框架中的子模块， 最终完成系统模型的搭建。 本发 明中通过对系统的变量制定命名规范， 能够使得建立的系统方程的表现方式唯一， 且在系 统方程的建立过程中不容易出错。 通过根据经过命名规范后的变量对相应的基础模块进行 命名规范， 能够使得基础模块的名称统一与相对应的变量相对应， 使得根据命名规范后的 基础模块搭建的模型具。
11、有统一的风格。通过将系统的每一个系统方程划分为一个子系统， 在后期需要对模型更改时， 只需对相应的子系统进行更改， 大大减小了修改工作量。 附图说明 0019 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。 0020 图 1 为本发明公开的一种基于 Simulink 的模型自动生成方法 ； 0021 图 2 为实施例公开的模型框架示意图 ； 0022 图 3 为实施例公。
12、开的子模块的示意图。 具体实施方式 0023 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。基 于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例， 都属于本发明保护的范围。 0024 本发明实施例公开了一种基于 Simulink 的模型自动生成方法， 通过对变量和基 础模块进行命名规范， 根据规范后的系统方程和基础模块自动对模型进行搭建， 能够实现 模型风格的统一， 且提高模型的可读性。 0025 如图 1 所示， 为本发明公开的一种基于 。
13、Simulink 的模型自动生成方法， 包括 ： 0026 S101、 制定系统变量的命名规范 ； 0027 S102、 根据制定的系统变量的命名规范建立系统方程 ； 0028 S103、 根据建立的系统方程调用 Simulink 模型库中相应的基础模块 ； 0029 S104、 根据经过命名规范后的变量对相应的基础模块自动进行命名规范 ； 0030 S105、 根据经过命名规范后的基础模块搭建模型框架， 每一个系统方程形成系统 说 明 书 CN 103530447 A 4 3/4 页 5 的一个子系统 ； 0031 S106、 根据系统方程的运算规则调用 Simulink 模型库中相应的基础。
14、模块， 生成各 个子系统模型框架中的子模块。 0032 上述方法的原理为 ： 首先， 设计人员根据系统的特点和领域习惯， 对系统中的所有 变量进行统一的命名规范， 将系统中表示相同含义的变量定义为相同的英文名称和相同的 物理含义。例如 ： 统一将系统中的变量电流 i 用英文字母 A 表示， A 的物理含义为电流。若 后续需要对变量进行增加、 删减或修改， 设计人员可以根据相同的方法对变量重新进行统 一的命名规范。 0033 其次， 对系统所包含的所有方程， 根据制定的系统变量的命名规范进行建立。 这样 即便是由不同的设计人员进行建模， 形成的系统方程也是相同的。 同时， 如果后期需要对系 统中。
15、的某个变量进行更改， 只需更改该变量所在的系统方程即可， 无需对整个系统进行修 改。 0034 其次， 根据建立的系统方程， 调用 Simulink 模型库中与各个变量相对应的基础模 块， 同时将调用出的基础模块根据经过命名规范后的变量自动进行重新命名， 使基础模块 的名称与相应的变量相对应。例如 ： 原有的基础模块的名称为 From1、 From2、 From3， 经过命 名规范后形成的基础模块的名称为 From_v1， From_v2， From_v3， 其中 v1、 v2、 v3 为变量。 0035 其次， 根据经过规范命名后的基础模块对系统模型框架进行搭建， 每一个系统方 程构成系统模。
16、型的一个子系统， 使得每一个方程都由经过命名规范后的基础模块构成。同 样， 采用此种方式， 即便是由不同设计人员进行建模， 形成的模型框架也是相同的。 0036 最后， 根据系统方程的运算规则， 调用 Simulink 模型库中相应的基础模块， 生成 各个子系统模型框架中的子模块， 最终完成系统模型的搭建。 0037 为了更好的对本发明进行说明， 下面进行举例说明。 0038 假设需要进行建模的系统包含以下方程 ： 0039 0040 首先将系统中的变量 v1统一命名规范为 v1， v1 的物理含义为变量一， 将系统中的 变量 v2统一命名规范为 v2， v2 的物理含义为变量二， 将系统中的。
17、 v3统一命名规范为 v3， v3 的物理含义为变量三。 0041 其次， 根据制定的系统变量的命名规范建立系统方程， 建立的系统方程如下 ： 说 明 书 CN 103530447 A 5 4/4 页 6 0042 0043 其次， 根据建立的系统方程自动调用 Simulink 模型库中相应的基础模块， 并对调 用的基础模块进行规范的命名， 然后根据经过规范命名后的基础模块搭建模型框架， 每一 个系统方程构成一个子系统， 形成的模型框架如图 2 所示。图 2 中， 左侧的 v1、 v2 和 v3 是 系统模型变量， 与方程 （2） 左侧的变量对应。图 2 的中间部分 Subs_v1、 Subs。
18、_v2 和 Subs_ v3 为方程式对应的计算子模块， 这些子模块的输入是方程中的所有变量， 在子模块内部实 现时， 再对所需要的变量进行挑选。图 2 中， 右侧是 Subs_v1、 Subs_v2 和 Subs_v3 子模块的 输出。 0044 模型框架中使用到 Simulink 模型库中的 From、 Goto、 Subsystem 和 BusCreator 四 种基本模块， 可以通过调用 Simulink 模块的 API 函数 （如 add_block） 添加子模块， 并对新 添加模块名称及位置进行设置， 同时完成模块之间的连线。 0045 最后， 根据每个变量方程的表达式， 自动生成。
19、图 2 中 Subs_v1、 Subs_v2 和 Subs_v3 中对应的各子模块。以方程 （2） 中的第一个方程为例， 如图 3 所示， 首先解析方程右侧需要 哪些变量作为输入， 然后添加 Bus Selector 模块， 设置其参数， 使其自动从输入的所有变 量中挑选需要的输入变量， 例如， 方程 （2） 中的第一个方程需要的输入变量为 v2 和 v3， Bus Selector 模块就从所有的输入变量 v1、 v2 和 v3 中将输入变量 v2 和 v3 挑选出， 然后添加 Mux模块将输入变量v2和v3组合， 作为子模块的输入， 然后将状态方程表达式写入子模块， 如图3所示的f(u)子。
20、模块， 最后根据方程类型， 若需要添加积分环节， 则在表达式模块输出 后， 自动添加积分环节， 如图 3 所示的 1/s 积分模块。方程 （2） 中的第一个方程自动生成的 子模块形式如图 3 所示。 0046 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述， 每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处， 各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。 0047 对所公开的实施例的上述说明， 使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的， 本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。 因此， 本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。 说 明 书 CN 103530447 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103530447 A 7 2/2 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 103530447 A 8 。