Question

我有以下简单的分层模型，包括腔室内的反应。反应模型简单地将质量率设置为质量，并将其连接到包围它的腔室。

connector Conn
  Real mass;
  flow Real massRate;
end Conn;

model Reaction
  Conn conn;
equation
  conn.massRate = conn.mass;
end Reaction;

model Chamber
  Real mass(start = 1);
  Reaction reaction;
  Conn conn;
equation
  conn.mass = mass;
  der(mass) = conn.massRate;
  connect(reaction.conn, conn);
end Chamber;

现在我想到的是，共有五个变量：mass，reaction.conn.mass，reaction.conn.massRate，conn.mass和conn.massRate。并且有五个等式：等式中的两个，即

conn.mass = mass
der(mass) = conn.massRate

一个来自反应

reaction.conn.massRate = reaction.conn.mass

和连接方程式中的两个：

reaction.conn.mass = conn.mass
reaction.conn.massRate = conn.massRate

所以我们在五个变量中有五个方程。求解器逻辑可以简单地组合这些方程式

der(mass) = conn.massRate = reaction.conn.massRate = reaction.conn.mass
= conn.mass = mass

既然质量是一个起始值，Bob就是你的叔叔。 mass会随着时间的推移而增加。但我的模拟环境（Wolfram | One）说

Error: Simulation model is not globally balanced, having 1 variable and 2 equations.

有人可以解释一下发生了什么吗？请注意，如果我将反应器放在室外（将反应中的符号反转为conn.massRate = -conn.mass），它就会按预期工作。

Answer 1

Modelica规范中的“4.7平衡模型”一节对此进行了描述。

问题是腔室有一个顶层连接器conn，还有一个与之相关的方程式;例如conn.massRate=0;对应于分层模型中的默认连接连接器。它不仅是一个方程太多 - 它也是错误的。

此外，如果您使用Chamber作为子模型，并且想要将一个外部流量添加到腔室中，您可以连接到conn - 但这些方程式没有意义。

当您将反应器移出腔室时，您可以避免悬挂连接器。另一个可能更清晰的替代方案是拥有两个模型，例如：

  model Chamber
    Reaction reaction;
    MassPart source;
  equation 
    connect(reaction.conn, source.conn);
  end Chamber;

  model MassPart
    Conn conn;
    Real mass(start=1);
  equation 
    conn.mass = mass;
    der(mass) = -conn.massRate;
  end MassPart;

（假设我有正确的标志部分）。在这里，您可以看到，当您为连接器的流量变量添加一个等式时，MassPart和Reaction本身具有相同数量的等式和变量。

Modelica：层次模型中的方程平衡

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