船舶综合电力推进系统建模仿真方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种船舶综合电力推进系统建模仿真方法，首先，在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从元模型组件库中选择的元模型组件、对所述元模型组件设定的连接关系以及对所述元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型；然后，采用预先设置的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可执行脚本文件；最后，执行所述可执行脚本文件，获得仿真结果。相较于现有技术，基于本发明，设计者可以工作在应用开发层，而不必拥有对各仿真工具的详细知识，提高了工作效率，极大地优化了开发周期、降低开发成本。
【专利说明】
船舶综合电力推进系统建模仿真方法及装置
技术领域
[0001]本发明涉及船舶综合电力推进系统建模仿真技术领域，具体涉及一种船舶综合电力推进系统建模仿真方法及装置。
【背景技术】
[0002]船舶综合电力推进系统的建模与仿真是在其设计阶段不可缺少的重要环节，尤其是在早期的概念设计阶段，需要分析系统各部分之间的交互及相互关系，比较不同设计方案的优劣，通过仿真可以很大地减少开发成本及节约时间，并保证较高的设计质量。对于船舶综合电力推进系统这样一个涉及到了电、机、热等多个领域的复杂系统而言，不同的领域都需要特定的建模及仿真工具来进行适当的分析。
[0003]目前大多数船舶综合电力推进系统的建模及方案设计都是在商业仿真软件的基础上开展的，如Matlab/Simulink、PSSE、PSCAD及VTB等，它们都能够用于系统不同领域的建模、仿真及动态性能分析。但是，使用这些仿真软件时存在以下限制:
[0004]1、以上仿真软件的编辑模式为代码编辑，为避免语法错误、不同层次组件关联错误或违反其它约束，需要设计者对不同的软件有相当的了解；
[0005]2、不同软件之间的不兼容，使得即使是在同一设计理念下开发的模型也很难移植到其它的仿真环境中；
[0006]3、各软件所特定的语法规则与约束导致系统方案的更新与扩展十分困难。
【发明内容】
[0007]针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种不需要利用多种仿真软件进行代码编辑、也不需要了解各仿真软件的语法规则和约束条件，只需利用图形界面即可进行船舶综合电力推进系统建模仿真的一种船舶综合电力推进系统建模仿真方法及装置。
[0008]第一方面，本发明提供的一种船舶综合电力推进系统建模仿真方法，包括:在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从元模型组件库中选择的元模型组件、对所述元模型组件设定的连接关系以及对所述元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型；
[0009]采用预先设置的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可执行脚本文件；
[0010]执行所述可执行脚本文件，获得仿真结果。
[0011]可选的，所述在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从元模型组件库中选择的元模型组件、对所述元模型组件设定的连接关系以及对所述元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型，包括:
[0012]在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从Matpower元模型组件库中选择的Matpower元模型组件、对所述Matpower元模型组件设定的连接关系以及对所述Matpower元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型；
[0013]所述采用预先设置的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可执行脚本文件，包括:
[0014]采用预先设置的面向Matpower的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可用于Matpower计算的脚本文件；
[0015]所述执行所述可执行脚本文件，获得仿真结果，包括:
[00? 0] 执行所述可用于Matpower计算的脚本文件，获得Matpower仿真结果。
[0017]可选的，在所述在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从Matpower元模型组件库中选择的Matpower元模型组件、对所述Matpower元模型组件设定的连接关系以及对所述Matpower元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型前，还包括:
[0018]创建Matpower元模型，所述Matpower元模型包括Matpower元模型组件和所述Matpower元模型组件之间的连接关系；其中，所述Matpower元模型组件包括:发电机、总线和负载;所述Matpower元模型组件之间的连接关系包括:支线连接、发电机连接和负载连接；
[0019]创建面向Matpower的解释器；
[0020]将所述Matpower元模型采用所述面向Matpower的解释器进行编译后注册生成Matpower元模型组件库和Matpower连接关系库；
[0021 ] 生成包含所述Matpower元模型组件库、所述Matpower连接关系库和所述面向Matpower的解释器的船舶综合电力推进系统通用建模框架，其中所述Matpower元模型组件库和所述Matpower连接关系库位于所述船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面。
[0022]可选的，所述采用预先设置的面向Matpower的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可用于Matpower计算的脚本文件，具体包括:
[0023]采用预先设置的面向Matpower的解释器提取所述船舶综合电力推进系统应用模型的模型数据；
[0024]所述面向Matpower的解释器检查所述模型数据是否符合船舶综合电力推进系统的约束条件；
[0025]所述面向Matpower的解释器根据所述模型数据分别编译发电机矩阵、总线矩阵和网络矩阵，生成可用于Matpower计算的脚本文件。
[0026]可选的，所述执行所述可用于Matpower计算的脚本文件，获得Matpower仿真结果，具体包括:
[0027]调用Mat Iab引擎的Matpower组件执行所述可用于Matpower计算的脚本文件，获得Matpower仿真结果。
[0028]可选的，所述在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从元模型组件库中选择的元模型组件、对所述元模型组件设定的连接关系以及对所述元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型，包括:
[0029]在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从Simscape元模型组件库中选择的Simscape元模型组件、对所述Simscape元模型组件设定的连接关系以及对所述Simscape元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型；
[0030]所述采用预先设置的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可执行脚本文件，包括:
[0031]采用预先设置的面向Simscape的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可用于Simscape计算的脚本文件；
[0032]所述执行所述可执行脚本文件，获得仿真结果，包括:
[0033]执行所述可用于Simscape计算的脚本文件，获得Simscape仿真结果。
[0034]可选的，在所述在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从Simscape元模型组件库中选择的Simscape元模型组件、对所述Simscape元模型组件设定的连接关系以及对所述Simscape元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型前，还包括:
[0035]创建S ims cape元模型，所述S ims cape元模型包括S ims cape元模型组件和所述Simscape元模型组件之间的连接关系；
[0036]创建面向Simscape的解释器；
[0037]将所述Simscape元模型采用所述面向Simscape的解释器进行编译后注册生成Simscape元模型组件库和Simscape连接关系库；
[0038]生成包含所述S ims cape元模型组件库、所述S ims cape连接关系库和所述面向Simscape的解释器的船舶综合电力推进系统通用建模框架，其中所述Simscape元模型组件库和所述Simscape连接关系库位于所述船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面。
[0039]可选的，所述采用预先设置的面向Simscape的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可用于Simscape计算的脚本文件，具体包括:
[0040]采用预先设置的面向Simscape的解释器提取所述船舶综合电力推进系统应用模型的模型数据；
[0041]所述面向Simscape的解释器检查所述模型数据是否符合船舶综合电力推进系统的约束条件；
[0042]所述面向Simscape的解释器根据所述模型数据分别编译发电机矩阵、总线矩阵和网络矩阵，生成可用于Simscape计算的脚本文件。
[0043]可选的，所述执行所述可用于Simscape计算的脚本文件，获得Simscape仿真结果，具体包括:
[0044]调用Mat Iab引擎中的Simul ink的求解器执行所述可用于Simscape计算的脚本文件，获得Simscape仿真结果。
[0045]第二方面，本发明提供的一种船舶综合电力推进系统建模仿真装置，包括:应用模型建模模块，用于在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户选择的元模型组件、对所述元模型组件设定的连接关系以及对所述元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型；
[0046]应用模型编译模块，用于采用预先设置的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可执行脚本文件；
[0047]应用模型仿真模块，用于执行所述可执行脚本文件，获得仿真结果。
[0048]由上述技术方案可知，本发明提供的一种船舶综合电力推进系统建模仿真方法，首先，在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从元模型组件库中选择的元模型组件、对所述元模型组件设定的连接关系以及对所述元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型;然后，采用预先设置的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可执行脚本文件;最后，执行所述可执行脚本文件，获得仿真结果。相较于现有技术，本发明采用船舶综合电力推进系统通用建模框架实现图形化建模，然后采用解释器将应用模型自动编译为可执行脚本文件，从而实现仿真。设计者可以工作在应用开发层，而不必拥有对各仿真工具的详细知识，提高了工作效率，极大地优化了开发周期、降低开发成本，同时解决现有技术利用多款仿真软件进行仿真时，因各仿真软件的语法、约束条件不同、兼容性差，导致的容易出错、模型难以在不同软件间移植、更新和扩展困难等问题。
【附图说明】
[0049]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0050]图1示出了本发明第一实施例所提供的一种船舶综合电力推进系统建模仿真方法的流程图；
[0051]图2示出了本发明第二实施例所提供的一种船舶综合电力推进系统建模仿真装置的示意图。
【具体实施方式】
[0052]下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0053]需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0054]鉴于现有技术利用多款仿真软件进行仿真时，因各仿真软件的语法、约束条件不同、兼容性差，导致的容易出错、模型难以在不同软件间移植、更新和扩展困难等问题，本发明提供一种船舶综合电力推进系统建模仿真方法及一种船舶综合电力推进系统建模仿真装置。下面结合附图对本发明的实施例进行说明。
[0055]图1示出了本发明第一实施例所提供的一种船舶综合电力推进系统建模仿真方法的流程图。如图1所示，本发明第一实施例提供的一种船舶综合电力推进系统建模仿真方法包括以下步骤:
[0056]步骤SlOl:在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从元模型组件库中选择的元模型组件、对所述元模型组件设定的连接关系以及对所述元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型。
[0057]本步骤实施例中，提供一种船舶综合电力推进系统通用建模框架，所述船舶综合电力推进系统通用建模框架的设计过程分为Meta层和应用层，通过在一个较高的抽象层次Meta层确立系统的元模型描述及规范，使得设计者能够直接在应用层进行系统开发、测试在不同工况下仿真系统的性能，具体的底层代码实现由框架自动生成。其中，Meta层用来定义及配置领域特定环境，而应用层则主要是构建模型、形成可执行程序并分析仿真结果。
[0058]本发明实施例所设计的通用建模框架包括对组件库及诸如MatP0Wer(MatP0Wer是一个基于Matlab.m文件的组建包，用来解决电力潮流和优化潮流的问题)和Simscape(Simscape是一个基于Simul ink的组建包，可帮助工程师进行多领域物理系统的建模和仿真，Simul ink是Matlab最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境)分析工具的支持。根据用户的设定，本框架能够自动将系统的应用模型转换为可执行程序，并直接调用相应的数值求解器进行仿真或其他相关分析，为船舶综合电力推进系统的设计提供了一个灵活且可扩展的模型集成的图形软件工具，实现了系统快速建模方案的自动生成。
[0059]本发明实施例中，所述船舶综合电力推进系统通用建模框架的构建过程可以是:
[0060]首先通过从相互作用的多个方面对船舶综合电力推进系统及其组成进行分析，定义系统抽象元模型描述，及其具体语法、语义表示及相关模型约束(属于Meta层)；
[0061 ] 然后编写面向MatPower和Simscape的解释器(也称解释程序，是一种电脑程序，能够把高级编程语言一行一行直接转译运行)；
[0062]在根据所述元模型描述，及其具体语法、语义表示及相关模型约束，生成相应的元模型组件库和连接关系库(属于应用层)；
[0063]从而获得由Meta层、应用层和解释程序构成的船舶综合电力推进系统通用建模框架。
[0064]该船舶综合电力推进系统通用建模框架通过引入元模型，设计者可以工作在应用开发层，而不必拥有对各仿真工具的详细知识，提高了工作效率，极大地优化了生命周期成本;应用模型能够自动转换为可执行程序，并直接被数值求解器调用进行仿真计算，为其他类型的分析提供了接口；并且系统设计面向组件进行，高度模块化，并配有用户友好的图形界面，方便了系统的开发过程;为船舶综合电力推进系统的设计提供了一个灵活且可扩展的模型集成的图形软件工具，实现了系统快速建模方案的自动生成。
[0065]在本发明提供的一个实施例中，所述在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从元模型组件库中选择的元模型组件、对所述元模型组件设定的连接关系以及对所述元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型，包括:
[0066]在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从Matpower元模型组件库中选择的Matpower元模型组件、对所述Matpower元模型组件设定的连接关系以及对所述Matpower元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型。
[0067]在本发明提供的一个实施例中，在所述在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从Matpower元模型组件库中选择的Matpower元模型组件、对所述Matpower元模型组件设定的连接关系以及对所述Matpower元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型前，还包括:
[0068]创建Matpower元模型，所述Matpower元模型包括Matpower元模型组件和所述Matpower元模型组件之间的连接关系；其中，所述Matpower元模型组件包括:发电机、总线和负载;所述Matpower元模型组件之间的连接关系包括:支线连接、发电机连接和负载连接；
[0069]创建面向Matpower的解释器；
[°07°] 将所述Matpower元模型采用所述面向Matpower的解释器进行编译后注册生成Matpower元模型组件库和Matpower连接关系库；
[0071 ] 生成包含所述Matpower元模型组件库、所述Matpower连接关系库和所述面向Matpower的解释器的船舶综合电力推进系统通用建模框架，其中所述Matpower元模型组件库和所述Matpower连接关系库位于所述船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面。
[0072]其中，支路连接指明了某一确定支路的来源及目标，发电机连接指出与发电机连接的总线编号以及该发电机的状态，负载连接指出与该负载连接的总线编号及该负载的连接状态。
[0073]在本发明提供的一个实施例中，所述在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从元模型组件库中选择的元模型组件、对所述元模型组件设定的连接关系以及对所述元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型，包括:
[0074]在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从Simscape元模型组件库中选择的Simscape元模型组件、对所述Simscape元模型组件设定的连接关系以及对所述Simscape元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型。
[0075]在本发明提供的一个实施例中，在所述在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从Simscape元模型组件库中选择的Simscape元模型组件、对所述Simscape元模型组件设定的连接关系以及对所述Simscape元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型前，还包括:
[0076]创建S ims cape元模型，所述S ims cape元模型包括S ims cape元模型组件和所述Simscape元模型组件之间的连接关系；
[0077]创建面向S ims cape的解释器；
[0078]将所述Simscape元模型采用所述面向Simscape的解释器进行编译后注册生成Simscape元模型组件库和Simscape连接关系库；
[0079]生成包含所述S ims cape元模型组件库、所述S ims cape连接关系库和所述面向Simscape的解释器的船舶综合电力推进系统通用建模框架，其中所述Simscape元模型组件库和所述Simscape连接关系库位于所述船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面。
[0080]其中，所述Simscape元模型组件包括燃气轮机、同步发电机、励磁、整流器、断路器、电缆、逆变器、电动机、螺旋桨、船体等模块，各自模块之间有相对应的连接模块。
[0081]步骤S102:采用预先设置的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可执行脚本文件。
[0082]在本发明提供的一个实施例中，所述采用预先设置的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可执行脚本文件，包括:
[0083]采用预先设置的面向Matpower的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可用于Matpower计算的脚本文件。
[0084]在本发明提供的一个实施例中，所述采用预先设置的面向Matpower的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可用于Matpower计算的脚本文件，具体包括:
[0085]采用预先设置的面向Matpower的解释器提取所述船舶综合电力推进系统应用模型的模型数据；
[0086]所述面向Matpower的解释器检查所述模型数据是否符合船舶综合电力推进系统的约束条件；
[0087]所述面向Matpower的解释器根据所述模型数据分别编译发电机矩阵、总线矩阵和网络矩阵，生成可用于Matpower计算的脚本文件。
[0088]在本发明提供的一个实施例中，所述采用预先设置的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可执行脚本文件，包括:
[0089]采用预先设置的面向Simscape的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可用于Simscape计算的脚本文件。
[0090]在本发明提供的一个实施例中，所述采用预先设置的面向Simscape的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可用于Simscape计算的脚本文件，具体包括:
[0091]采用预先设置的面向Simscape的解释器提取所述船舶综合电力推进系统应用模型的模型数据；
[0092]所述面向Simscape的解释器检查所述模型数据是否符合船舶综合电力推进系统的约束条件；
[0093]所述面向Simscape的解释器根据所述模型数据分别编译发电机矩阵、总线矩阵和网络矩阵，生成可用于Simscape计算的脚本文件。
[0094]由于Simscape不同于MatPower，后者是以矩阵的形式进行运算，而前者则是基于Simul ink形成系统的仿真模型通过Simul ink的求解器得到仿真结果，因此，本实施例在执行时，面向Simscape的解释器提取所述船舶综合电力推进系统应用模型的模型数据，所述模型数据包括系统构成、组件类型、相互拓扑关系以及组件参数等数据，同时采用动态增长列表保存组件对象(组件、连接关系)，并将不同组件映射为仿真软件中的对应模块/函数，然后检查所有的参数及系统设置，确保满足所有的系统约束条件；自动组织系统信息，生成相应仿真软件内可执行的脚本文件。在数据处理层面，对于SimScape，解释器首先调用“new_system()，，函数来建立一个空白的系统模型，“add_block()，，函数向系统内添加组件，并使用“add_line()”函数建立系统的连接拓扑关系，从而组织形成可用于Simscape计算的脚本文件。
[0095]步骤S103:执行所述可执行脚本文件，获得仿真结果。
[0096]在本发明提供的一个实施例中，所述执行所述可执行脚本文件，获得仿真结果，包括:
[°097 ] 执行所述可用于Matpower计算的脚本文件，获得Matpower仿真结果。
[0098]在本发明提供的一个实施例中，所述执行所述可用于Matpower计算的脚本文件，获得Matpower仿真结果，具体包括:
[0099]调用Mat Iab引擎的Matpower组件执行所述可用于Matpower计算的脚本文件，获得Matpower仿真结果。
[0100]在本发明提供的一个实施例中，所述执行所述可执行脚本文件，获得仿真结果，包括:
[Ο?Ο?]执行所述可用于Simscape计算的脚本文件，获得Simscape仿真结果。
[0102]在本发明提供的一个实施例中，所述执行所述可用于Simscape计算的脚本文件，获得Simscape仿真结果，具体包括:
[0?03]调用Mat Iab引擎中的Simul ink的求解器执行所述可用于Simscape计算的脚本文件，获得Simscape仿真结果。
[0104]在本发明提供的一个具体的实施例中，船舶综合电力推进系统建模仿真的流程如下:
[0105]首先，打开船舶综合电力推进系统通用建模框架，该通用建模框架的左侧框内是经Meta模型定义的各组件，可以用鼠标拖移到右面的应用模型设计框内，在右面建立应用模型;然后，对应用模型中的各组件，根据不同组件的要求填写其属性信息;接下来，运行解释器，生成可用于Matpower计算的脚本文件，调用Mat Iab引擎执行所述可用于Matpower计算的脚本文件，获得Matpower仿真结果；另外，新建项目，针对Simscape软件，建立应用模型并填写不同组件的属性信息；然后，运行解释器，生成可用于Simscape计算的脚本文件，调用Matlab引擎执行所述可用于Simscape计算的脚本文件，获得Simscape仿真结果。
[0106]至此，通过步骤SlOl至步骤S103，完成了本发明第一实施例所提供的一种船舶综合电力推进系统建模仿真方法的流程。本发明，采用船舶综合电力推进系统通用建模框架实现图形化建模，然后采用解释器将应用模型自动编译为可执行脚本文件，从而实现仿真。设计者可以工作在应用开发层，而不必拥有对各仿真工具的详细知识，提高了工作效率，极大地优化了开发周期、降低开发成本，同时解决现有技术利用多款仿真软件进行仿真时，因各仿真软件的语法、约束条件不同、兼容性差，导致的容易出错、模型难以在不同软件间移植、更新和扩展困难等问题。
[0107]在上述的第一实施例中，提供了一种船舶综合电力推进系统建模仿真方法，与之相对应的，本申请还提供一种船舶综合电力推进系统建模仿真装置。请参考图2，其为本发明第二实施例提供的一种船舶综合电力推进系统建模仿真装置的示意图。由于装置实施例基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。下述描述的装置实施例仅仅是示意性的。
[0108]本发明第二实施例提供的一种船舶综合电力推进系统建模仿真装置，包括:
[0109]应用模型建模模块101，用于在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户选择的元模型组件、对所述元模型组件设定的连接关系以及对所述元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型；
[0110]应用模型编译模块102，用于采用预先设置的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可执行脚本文件；
[0111]应用模型仿真模块103，用于执行所述可执行脚本文件，获得仿真结果。
[0112]在本申请提供的一个实施例中，所述应用模型建模模块101，包括:
[0113]Matpower应用模型建模单元，用于在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从Matpower元模型组件库中选择的Matpower元模型组件、对所述Matpower元模型组件设定的连接关系以及对所述Matpower元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型；
[0114]所述应用模型编译模块102，包括:
[ΟΙ15] Matpower应用模型编译单元，用于采用预先设置的面向Matpower的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可用于Matpower计算的脚本文件；
[0116]所述应用模型仿真模块103，包括:
[0117]Matpower应用模型仿真单元，用于执行所述可用于Matpower计算的脚本文件，获得Matpower仿真结果。
[0118]在本申请提供的一个实施例中，所述船舶综合电力推进系统建模仿真装置，还包括:
[0119]Matpower元模型创建模块，用于创建Matpower元模型，所述Matpower元模型包括Matpower元模型组件和所述Matpower元模型组件之间的连接关系；其中，所述Matpower元模型组件包括:发电机、总线和负载;所述Matpower元模型组件之间的连接关系包括:支线连接、发电机连接和负载连接；
[0? 20] Matpower解释器创建模块，用于创建面向Matpower的解释器；
[°121 ] Matpower元模型注册模块，用于将所述Matpower元模型采用所述面向Matpower的解释器进行编译后注册生成Matpower元模型组件库和Matpower连接关系库；
[ΟΙ22] Matpower通用框架生成模块，用于生成包含所述Matpower元模型组件库、所述Matpower连接关系库和所述面向Matpower的解释器的船舶综合电力推进系统通用建模框架，其中所述Matpower元模型组件库和所述Matpower连接关系库位于所述船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面。
[0123]在本申请提供的一个实施例中，所述Matpower应用模型编译单元，具体包括:
[ΟΙ24] Matpower模型数据子单元，用于采用预先设置的面向Matpower的解释器提取所述船舶综合电力推进系统应用模型的模型数据；
[0? 25] Matpower约束条件检查子单元，用于所述面向Matpower的解释器检查所述模型数据是否符合船舶综合电力推进系统的约束条件；
[0? 26] Matpower脚本文件生成子单元，用于所述面向Matpower的解释器根据所述模型数据分别编译发电机矩阵、总线矩阵和网络矩阵，生成可用于Matpower计算的脚本文件。
[0127]在本申请提供的一个实施例中，所述Matpower应用模型仿真单元，具体包括:
[0128]Matpower应用模型仿真子单元，用于调用Mat lab引擎的Matpower组件执行所述可用于Matpower计算的脚本文件，获得Matpower仿真结果。
[0129]在本申请提供的一个实施例中，所述应用模型建模模块101，包括:
[0130]Simscape应用模型建模单元，用于在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从Simscape元模型组件库中选择的Simscape元模型组件、对所述Simscape元模型组件设定的连接关系以及对所述Simscape元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型；
[0131 ]所述应用模型编译模块102，包括:
[0132]Simscape应用模型编译单元，用于采用预先设置的面向Simscape的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可用于Simscape计算的脚本文件；
[0133]所述应用模型仿真模块103，包括:
[0134]Simscape应用模型仿真单元，用于执行所述可用于Simscape计算的脚本文件，获得S ims cap e仿真结果。
[0135]在本申请提供的一个实施例中，所述船舶综合电力推进系统建模仿真装置，还包括:
[0136]Simscape元模型创建模块，用于创建Simscape元模型，所述Simscape元模型包括Simscape元模型组件和所述Simscape元模型组件之间的连接关系；
[0?37] S ims cape解释器创建模块，用于创建面向S ims cape的解释器；
[0138] Simscape元模型注册模块，用于将所述Simscape元模型采用所述面向Simscape的解释器进行编译后注册生成Simscape元模型组件库和Simscape连接关系库；
[ΟΙ39] Simscape通用框架生成模块，用于生成包含所述Simscape元模型组件库、所述Simscape连接关系库和所述面向Simscape的解释器的船舶综合电力推进系统通用建模框架，其中所述Simscape元模型组件库和所述Simscape连接关系库位于所述船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面。
[OMO]在本申请提供的一个实施例中，所述Simscape应用模型编译单元，具体包括:
[°141 ] Simscape模型数据子单元，用于采用预先设置的面向Simscape的解释器提取所述船舶综合电力推进系统应用模型的模型数据；
[ΟΙ42] Simscape约束条件检查子单元，用于所述面向Simscape的解释器检查所述模型数据是否符合船舶综合电力推进系统的约束条件；
[ΟΙ43] Simscape脚本文件生成子单元，用于所述面向Simscape的解释器根据所述模型数据分别编译发电机矩阵、总线矩阵和网络矩阵，生成可用于Simscape计算的脚本文件。
[0144]在本申请提供的一个实施例中，所述Simscape应用模型仿真单元，具体包括:
[ΟΙ45] Simscape应用模型仿真子单元，用于调用Matlab引擎中的Simul ink的求解器执行所述可用于Simscape计算的脚本文件，获得Simscape仿真结果。
[0146]以上，为本发明第二实施例提供的一种船舶综合电力推进系统建模仿真装置说明。
[0147]本发明提供的一种船舶综合电力推进系统建模仿真装置与上述船舶综合电力推进系统建模仿真出于相同的发明构思，具有相同的有益效果，此处不再赘述。
[0148]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0149]需要说明的是，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0150]本发明实施例所提供的船舶综合电力推进系统建模仿真装置可以是计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
[0151]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0152]在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0153]所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0154]另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0155]所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(R0M，Read-0nly Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0156]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
【主权项】
1.一种船舶综合电力推进系统建模仿真方法，其特征在于，包括: 在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从元模型组件库中选择的元模型组件、对所述元模型组件设定的连接关系以及对所述元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型； 采用预先设置的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可执行脚本文件； 执行所述可执行脚本文件，获得仿真结果。2.根据权利要求1所述的船舶综合电力推进系统建模仿真方法，其特征在于，所述在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从元模型组件库中选择的元模型组件、对所述元模型组件设定的连接关系以及对所述元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型，包括: 在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从Matpower元模型组件库中选择的Matpower元模型组件、对所述Matpower元模型组件设定的连接关系以及对所述Matpower元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型； 所述采用预先设置的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可执行脚本文件，包括: 采用预先设置的面向Matpower的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可用于Matpower计算的脚本文件； 所述执行所述可执行脚本文件，获得仿真结果，包括: 执行所述可用于Matpower计算的脚本文件，获得Matpower仿真结果。3.根据权利要求2所述的船舶综合电力推进系统建模仿真方法，其特征在于，在所述在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从Matpower元模型组件库中选择的Matpower元模型组件、对所述Matpower元模型组件设定的连接关系以及对所述Matpower元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型前，还包括: 创建Matpower元模型，所述Matpower元模型包括Matpower元模型组件和所述Matpower元模型组件之间的连接关系;其中，所述Matpower元模型组件包括:发电机、总线和负载;所述Matpower元模型组件之间的连接关系包括:支线连接、发电机连接和负载连接； 创建面向Matpower的解释器； 将所述Matpower元模型采用所述面向Matpower的解释器进行编译后注册生成Matpower元模型组件库和Matpower连接关系库； 生成包含所述Matpower元模型组件库、所述Matpower连接关系库和所述面向Matpower的解释器的船舶综合电力推进系统通用建模框架，其中所述Matpower元模型组件库和所述Matpower连接关系库位于所述船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面。4.根据权利要求2所述的船舶综合电力推进系统建模仿真方法，其特征在于，所述采用预先设置的面向Matpower的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可用于Matpower计算的脚本文件，具体包括: 采用预先设置的面向Matpower的解释器提取所述船舶综合电力推进系统应用模型的模型数据； 所述面向Matpower的解释器检查所述模型数据是否符合船舶综合电力推进系统的约束条件； 所述面向Matpower的解释器根据所述模型数据分别编译发电机矩阵、总线矩阵和网络矩阵，生成可用于Matpower计算的脚本文件。5.根据权利要求2所述的船舶综合电力推进系统建模仿真方法，其特征在于，所述执行所述可用于Matpower计算的脚本文件，获得Matpower仿真结果，具体包括: 调用MatIab引擎的Matpower组件执行所述可用于Matpower计算的脚本文件，获得Matpower仿真结果。6.根据权利要求1所述的船舶综合电力推进系统建模仿真方法，其特征在于，所述在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从元模型组件库中选择的元模型组件、对所述元模型组件设定的连接关系以及对所述元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型，包括: 在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从Simscape元模型组件库中选择的Simscape元模型组件、对所述Simscape元模型组件设定的连接关系以及对所述Simscape元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型； 所述采用预先设置的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可执行脚本文件，包括: 采用预先设置的面向Simscape的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可用于Simscape计算的脚本文件； 所述执行所述可执行脚本文件，获得仿真结果，包括: 执行所述可用于Simscape计算的脚本文件，获得Simscape仿真结果。7.根据权利要求6所述的船舶综合电力推进系统建模仿真方法，其特征在于，在所述在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户从Simscape元模型组件库中选择的Simscape元模型组件、对所述Simscape元模型组件设定的连接关系以及对所述Simscape元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型前，还包括: 创建Simscape元模型，所述Simscape元模型包括Simscape元模型组件和所述Simscape元模型组件之间的连接关系； 创建面向Simscape的解释器； 将所述Simscape元模型采用所述面向Simscape的解释器进行编译后注册生成Simscape元模型组件库和Simscape连接关系库； 生成包含所述Simscape元模型组件库、所述Simscape连接关系库和所述面向Simscape的解释器的船舶综合电力推进系统通用建模框架，其中所述Simscape元模型组件库和所述Simscape连接关系库位于所述船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面。8.根据权利要求6所述的船舶综合电力推进系统建模仿真方法，其特征在于，所述采用预先设置的面向Simscape的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可用于Simscape计算的脚本文件，具体包括: 采用预先设置的面向Simscape的解释器提取所述船舶综合电力推进系统应用模型的模型数据； 所述面向Simscape的解释器检查所述模型数据是否符合船舶综合电力推进系统的约束条件； 所述面向Simscape的解释器根据所述模型数据分别编译发电机矩阵、总线矩阵和网络矩阵，生成可用于Simscape计算的脚本文件。9.根据权利要求6所述的船舶综合电力推进系统建模仿真方法，其特征在于，所述执行所述可用于Simscape计算的脚本文件，获得Simscape仿真结果，具体包括: 调用Matlab引擎中的Simul ink的求解器执行所述可用于Simscape计算的脚本文件，获得S ims cap e仿真结果。10.一种船舶综合电力推进系统建模仿真装置，其特征在于，包括: 应用模型建模模块，用于在船舶综合电力推进系统通用建模框架的应用层图形界面中，利用用户选择的元模型组件、对所述元模型组件设定的连接关系以及对所述元模型组件输入的属性参数生成船舶综合电力推进系统应用模型； 应用模型编译模块，用于采用预先设置的解释器将所述船舶综合电力推进系统应用模型编译为可执行脚本文件； 应用模型仿真模块，用于执行所述可执行脚本文件，获得仿真结果。
【文档编号】G05B17/02GK106094561SQ201610347631
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】刘胜, 朱琬璐, 张兰勇, 李冰, 刘洪丹
【申请人】哈尔滨工程大学