在Modelica中建模一个简单的嵌入式系统

时间:2014-12-04 08:45:44

标签: embedded system modelica

我想从Modelica(OpenModelica)中建立一个非常简单的嵌入式系统,从更合乎逻辑(或基于行为)的角度来看,而不是低级(电子)。对我来说,主要的问题是,我之前从未与Modelica合作过,而且在理解如何正确思考如何正确建模时,我确实遇到了麻烦。

系统应该非常简单地用于启动,并且包括通过总线与控制器连接的传感器。系统的期望行为应该是,传感器周期性地生成值并通过中断通知控制器。作为回报的控制器应该对该中断作出反应并获取该值。对我来说,这个例子的目的是,正如我已经提到的,首先要理解如何在Modelica中查看思考并获得一个初始(可能不是非常有用)的工作示例,我可以迭代地扩展到更复杂的一个。

这是我到目前为止建模的系统:

传感器型号:

model ES_Sensor
    parameter Integer id = 1;
    parameter Real frequency = 1.0;
    Integer reg_temperature = 0;
    ES_Interface interface;
algorithm
    when sample(0, 1 / frequency) then
        reg_temperature := reg_temperature + 1;
        interface.interrupt := 1;
    end when;
    when interface.address == id then
        interface.data := reg_temperature;
    end when;
end ES_Sensor;

接口连接器:

connector ES_Interface
    flow Real dummy1;
    flow Real dummy2;
    flow Real dummy3;
    Integer address = 0;
    Integer data = 0;
    Integer interrupt = 0;
end ES_Interface;

巴士型号:

model ES_Bus
    ES_Interface master;
    ES_Interface slave;
equation
    master.data = slave.data;
    master.address = slave.address;
    master.interrupt = slave.interrupt;
end ES_Bus;

控制器型号:

 model ES_Controller
     ES_Interface interface1;
     Integer reg_a = 0;
 algorithm
     when
          interface1.interrupt == 1 then
          interface1.interrupt := 0;
          interface1.address := 1;
          reg_a := interface1.data;
          interface1.address := 0;
     end when
 end ES_Controller;

系统模型:

 model Simple_System
     ES_Sensor Sensor;
     ES_Bus Bus;
 equation
     connect(Controller.interface1, Bus.master);
     connect(Bus.slave, Sensor.interface);
 end Simple_System;

如果我尝试模拟" Simple_System"我基本上得到两个错误。一个人告诉我系统过度指定(35个方程式与26个变量),另一个说:"找到没有时间相关变量的方程式:Controller.interface1.interrupt = 0.0"。

我理解的第一个,但我现在完全知道如何解决它。第二个我根本不懂。

任何帮助将不胜感激!如果有人能够至少向我推荐一些有用的文献,我也会感激不尽。

1 个答案:

答案 0 :(得分:5)

好吧,我建议你多阅读一下Modelica。

您可以阅读规范: https://modelica.org/documents

或阅读Michael T的免费书籍: http://book.xogeny.com/

或者得到Peter F的一些书: http://www.amazon.com/s?ie=UTF8&page=1&rh=n%3A283155%2Cp_27%3APeter%20Fritzson

由于您有非物理连接器,因此应从连接器中删除流量变量。 另外,在方程式时使用reinit。

connector ES_Interface
    Integer address;
    Integer data;
    Integer interrupt;
end ES_Interface;

model ES_Sensor
    parameter Integer id = 1;
    parameter Real frequency = 1.0;
    Integer reg_temperature = 0;
    ES_Interface interface;
algorithm
    when sample(0, 1 / frequency) then
        reinit(reg_temperature, reg_temperature + 1);
        reinit(interface.interrupt, 1);
    end when;
    when interface.address == id then
        reinit(interface.data, reg_temperature);
    end when;
end ES_Sensor;

model ES_Bus
    ES_Interface master;
    ES_Interface slave;
equation
    master.data = slave.data;
    master.address = slave.address;
    master.interrupt = slave.interrupt;
end ES_Bus;

model ES_Controller
     ES_Interface interface1;
     Integer reg_a = 0;
 algorithm
     when interface1.interrupt == 1 then
          reinit(interface1.interrupt, 0);
          reinit(interface1.address, 1);
          reinit(reg_a, interface1.data);
     end when;
end ES_Controller;

model Simple_System
     ES_Sensor Sensor;
     ES_Bus Bus;
     ES_Controller Controller;
equation
     connect(Controller.interface1, Bus.master);
     connect(Bus.slave, Sensor.interface);
end Simple_System;

现在,如果你实例化你得到的模型:

class Simple_System
  parameter Integer Sensor.id = 1;
  parameter Real Sensor.frequency = 1.0;
  Integer Sensor.reg_temperature = 0;
  Integer Sensor.interface.address;
  Integer Sensor.interface.data;
  Integer Sensor.interface.interrupt;
  Integer Bus.master.address;
  Integer Bus.master.data;
  Integer Bus.master.interrupt;
  Integer Bus.slave.address;
  Integer Bus.slave.data;
  Integer Bus.slave.interrupt;
  Integer Controller.interface1.address;
  Integer Controller.interface1.data;
  Integer Controller.interface1.interrupt;
  Integer Controller.reg_a = 0;
equation
  Bus.master.data = Bus.slave.data;
  Bus.master.address = Bus.slave.address;
  Bus.master.interrupt = Bus.slave.interrupt;
  Bus.master.address = Controller.interface1.address;
  Bus.master.data = Controller.interface1.data;
  Bus.master.interrupt = Controller.interface1.interrupt;
  Bus.slave.address = Sensor.interface.address;
  Bus.slave.data = Sensor.interface.data;
  Bus.slave.interrupt = Sensor.interface.interrupt;
algorithm
  when sample(0.0, 1.0 / Sensor.frequency) then
    reinit(/*Real*/(Sensor.reg_temperature), /*Real*/(1 + Sensor.reg_temperature));
    reinit(/*Real*/(Sensor.interface.interrupt), 1.0);
  end when;
  when Sensor.interface.address == Sensor.id then
    reinit(/*Real*/(Sensor.interface.data), /*Real*/(Sensor.reg_temperature));
  end when;
algorithm
  when Controller.interface1.interrupt == 1 then
    reinit(/*Real*/(Controller.interface1.interrupt), 0.0);
    reinit(/*Real*/(Controller.interface1.address), 1.0);
    reinit(/*Real*/(Controller.reg_a), /*Real*/(Controller.interface1.data));
  end when;
end Simple_System;

其中有11个方程和14个变量。 您将需要更多方程来模拟某些变量的行为。 请注意,当方程仅在某个时间点处于活动状态时 所以他们不算作方程式。这就是你需要添加的原因 更多关于模型的方程式将告诉变量如何连续 时间各不相同。