The invention discloses a preprocessing cooperative simulation method and device for cooperative simulation of multiple subsystems using partial derivatives of the replacement subsystem. On this basis, the accurate solution of the output variables of each subsystem is approximately calculated by evaluating the error differential equation, so as to estimate the future progress of the accurate output variables of the approximate calculation; the corresponding input variables are determined by optimization before the current time increment of collaborative simulation. The preprocessing cooperative simulation method is implemented in the computer executable program and in the computing node network.
【技术实现步骤摘要】
预处理协同仿真方法和装置
本专利技术涉及一种基于预处理(pre-step)协同仿真系统模拟真实实体模型的方法和基于预处理协同仿真系统模拟真实实体模型的模拟装置。
技术介绍
如今，数值模拟在技术系统的设计、分析和工程中的应用是工业中的常见做法，并且有许多不同的建模方法和定制的数值求解器。实体系统的行为通常由常微分方程(ODE)或微分代数方程(DAE)来描述。数值求解器用于在特定时间点近似计算其解析解，但是产生离散误差。存在有不同的校正方法，通常使用迭代(隐式)求解器。在实时仿真即时间并发仿真的情况下，迭代导致未定义的运行时行为，因此，在显式仿真时间增量之后采用校正措施。然而，在协同仿真中也发生类似的情况。协同仿真是一门特殊仿真学科，其中多个子系统在协同仿真时间增量上独立地进行模拟，并且在特定时间点交换数据以实现同步。当无法在单个仿真工具内对整个系统进行建模或仿真时，该方法通常用于整体系统仿真。与上述传统的数值模拟方法相比，在协同仿真的情况下，需要另外的主算法，即更高级数值求解器来求解整个系统仿真。由于所涉及的仿真工具的接口连接和协同仿真能力有限或受限，迭代(隐式)协同仿真方法通常不适用；它们只用于少数(通常是两个或三个)子系统模拟的专用集成。另一方面，非迭代协同仿真是常见做法，其缺点是在较高的主算法级别上产生了较大的耦合误差，即协同仿真离散误差。与传统的数值模拟方法相比，由于所涉及的仿真工具的接口连接和协同仿真能力有限，例如，无法访问子系统内部的系统状态或重置子系统模拟增量，这种协同仿真离散误差的减小受...
【技术保护点】
1.一种基于预处理协同仿真系统模拟真实实体模型的方法，所述方法包括：/n提供第一子系统(308)，其在第一方程组的基础上模拟所述真实实体模型的至少一个第一参数(v)，/n其中所述第一方程组被配置为用于在至少一个第二参数(F)的基础上来确定所述第一参数(v)，/n提供第二子系统(308)，其在第二方程组的基础上模拟所述真实实体模型的至少一个第二参数(F)，/n其中所述第二方程组被配置为用于在至少一个第一参数(v)的基础上来确定所述第二参数(F)，/n其中在第一耦合时间点(Tk-1)通过外推法来估计所述第二子系统(308)中所述第一参数(v)的第一输入值(v_in)和所述第一子系统(308)中所述第二参数(F)的第二输入值(F_in)，/n由所述第一子系统确定所述第一参数(v)的第一输出值(v_out)和由所述第二子系统确定所述第二参数(F)的第二输出值(F_out)，/n在后续第二耦合时间点确定所述第一参数(v)的估计的第一输入值(v_in)与所述第一参数(v)的确定的第一输出值(v_out)之间的第一误差和所述第二参数的估计的第二输入值(F_in)与所述第二参数的确定的第二输出值(F_...
【技术特征摘要】
20180607 EP 18176520.71.一种基于预处理协同仿真系统模拟真实实体模型的方法，所述方法包括：
提供第一子系统(308)，其在第一方程组的基础上模拟所述真实实体模型的至少一个第一参数(v)，
其中所述第一方程组被配置为用于在至少一个第二参数(F)的基础上来确定所述第一参数(v)，
提供第二子系统(308)，其在第二方程组的基础上模拟所述真实实体模型的至少一个第二参数(F)，
其中所述第二方程组被配置为用于在至少一个第一参数(v)的基础上来确定所述第二参数(F)，
其中在第一耦合时间点(Tk-1)通过外推法来估计所述第二子系统(308)中所述第一参数(v)的第一输入值(v_in)和所述第一子系统(308)中所述第二参数(F)的第二输入值(F_in)，
由所述第一子系统确定所述第一参数(v)的第一输出值(v_out)和由所述第二子系统确定所述第二参数(F)的第二输出值(F_out)，
在后续第二耦合时间点确定所述第一参数(v)的估计的第一输入值(v_in)与所述第一参数(v)的确定的第一输出值(v_out)之间的第一误差和所述第二参数的估计的第二输入值(F_in)与所述第二参数的确定的第二输出值(F_out)之间的第二误差，
定义基于所述第一子系统的偏导数的所述真实实体模型的第一局部替换模型，
定义基于所述第二子系统的偏导数的所述真实实体模型的第二局部替换模型，
其中在所述第一局部替换模型和所述第二局部替换模型的基础上，定义了误差微分方程，
其中所述误差微分方程被配置为接收所述第一误差和所述第二误差，用于确定所述第一参数(v)随时间的第一特性和/或所述第二参数(F)随第一耦合时间点(Tk-1)与后续第二耦合时间点(Tk)之间的时间的第二特性，
其中在所述第一参数(v)的所述第一特性和/或所述第二参数(F)的所述第二特性的基础上，在所述后续第二耦合时间点(Tk)优化所述第一参数(v)的所述第一输入值(v_in)和/或所述第二参数(F)的所述第二输入值(F_in)用于模拟所述第一子系统中的所述第一参数(v)和/或所述第二子系统中的所述第二参数(F)。
2.根据权利要求1所述的方法，
定义基于所述第一子系统(308)的偏导数和所述第二子系统(308)的偏导数的所述真实实体模型的全局替换模型，
其中所述全局替换模型被配置为用于估计所述第一参数(v)和/或所述第二参数(F)在所述第二耦合时间点(Tk)与第三耦合时间点(Tk+1)之间的未来特性，使得可以确定在所述第二耦合时间点(Tk)的所述第一参数(v)的下一第一输入值(v_in)和所述第二参数(F)的下一第二输入值(F_in)。
3.根据权利要求2所述的方法，
其中所述全局替换模型是基于所述第一子系统(308)和所述第二子系统(308)的转换，通过所述第一参数(v)的所述第一输出值(V_out)和所述第二参数(F)的所述第二输出值(F_out)的时间推导得到的。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的方法，
其中所述误差微分方程的解通过显式或隐式数值求解器来近似计算。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的方法，
其中通过外推法的估计是一种用于预测近似计算的精确输出变量的基于模型的外推法。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，
其中通过外推法的估计是一种用于预测所述近似计算的精确输出变量的基于信号的外推法。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的方法，
其中优化(109)所述输入变量(201)基于变分方法。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的方法，
其...
【专利技术属性】
技术研发人员：贝内迪克特·马丁，珍瑟·西蒙，伯纳什·约斯特，
申请(专利权)人：能力中心虚拟车辆研究公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT
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