描述和示出一种用于在具有过程接口的过程计算机上以相继的时间步骤实时计算混合微分代数过程模型（DAP）的状态参量的方法，其中过程计算机被设计为，使得通过过程接口可以获取物理过程的至少一个过程参量和/或可以由过程计算机输出用于影响物理过程的输出参量，其中至少通过积分器功能、条件分析功能以及在识别出条件变化的情况下通过针对结构判决参量的一致性识别功能来求解混合DAP，并且混合DAP的部分依据结构判决参量而有效或无效。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在具有过程接口的过程计算机上以相继的时间步骤实时计算混合微分代数过程模型(DAP)的状态参量的方法，其中过程计算机被设计为，使得通过过程接口可以获取物理过程的至少一个过程参量和/或可以从过程计算机输出用于影响物理过程的输出参量，其中至少通过积分器功能、条件分析功能以及在识别出条件变化的情况下通过针对结构判决参量的一致性识别功能来求解混合DAP，并且混合DAP的部分依据结构判决参量而有效或无效。
技术介绍
上述类型的过程计算机和将在过程计算机上执行的方法在技术任务中完全一般性地用于针对性地考察物理过程和/或有针对性地影响物理过程，以按照期望的方式影响该物理过程。通常，在这种过程计算机上实现过程模型一也就是可通过数学方程描述的函数性物理技术关联一，所述过程模型例如为了调节的目的而表示所连接的物理过程的数学模型，或者数学地模拟与所连接的物理过程不同的过程，该过程例如为了激励“真实的”物理过程而模拟“块真实性(Stueck Wirklichkeit)”,这例如由模拟器已知。这种过程计算机和方法尤其是控制设备开发领域(Rapid-Control-Prototyping快速控制原型，Hardware-in-the-Loop-Tests,循环测试中的硬件)所不可缺少的。根据将在过程计算机上建模和计算的过程的类型，过程模型具有不同的数学特性。很多过程模型都是由线性或不是非线性的微分方程组成，在最简单的情况下由一个唯一的微分方程组成。这些微分方程用已知的数值方法求解，下面称为积分器功能。由于过程计算机通常与真实的物理过程连接，因此需要实时计算过程模型，使得能够按照期望的时间栅一由过程计算机上的相继的时间步骤定义一获取所连接的物理过程的过程参量并且进一步处理，或可以由过程计算机输出用于影响物理过程的输出参量。很多过程模型除了微分方程或微分方程组之外还包括典型地描述该过程中的守恒参量的特性的代数方程。这种类型的简单关系例如是电网节点中的电流、封闭系统中的能量恒定性、不可压缩介质的体积流、多体系统中的动量守恒和其它动力学辅助条件。这种模型称为微分代数过程模型，下面简称为“DAP”。DAP通常是结构不变的，也就是说，过程模型的状态参量以及状态参量之间的关系先验确定，即数学构架本身既不随时间、也不依据其它条件而改变。这样的系统可以由于其结构不变性而在计算的运行时间之前转换为完整的例如按照C代码形式的算法模型，并且在计算启动之前可以利用已知的用于最小化计算开销的数学方法来优化结构不变的模型，也就是例如通过BLT变换、撕裂或稀疏矩阵方法。然后由运行时间优化的算法模型可以建立可在过程计算机上执行的过程模型，也就是例如通过编译上面提到的C代码。但是，更复杂的过程模型通常是结构可变的，它们具有不同的模式，这些模式的特征在于例如状态参量的不同组合或者对状态参量的不变的选择当中的不同关系描述过程模型的功能，其中过程模型的不同模式依据确定的条件而是激活的或去活的。判决混合DAP是否经历了结构变化的参量在此称为结构判决参量；结构判决参量通常是离散变量，其值依据条件方程而变化，其中由开头提到的条件分析功能来分析条件方程。结构变化的微分代数模型被称为混合DAP。因此，依据过程模型的结构判决参量来激活或去活混合DAP的不同部分，使得混合DAP的确定模式(在全面的含义下)不如全能的并且包括所有可能模式一也就是混合DAP的可能的活跃(aktive)结构一的混合DAP那么复杂。为了能计算混合DAP的模式，已知的计算方法具有积分器功能，也就是本身已知的、用于求解微分方程的数值积分器。在条件分析功能的范围内分析条件方程，由此结构判决参量可以变化。由于一个结构判决参量的变化一或多个结构判 决参量的变化，过程模型的模式可以变化，但是这仅涉及模式变换所需要的先决条件。混合DAP的示例可以是具有所属传动线路的电动机，其中不同的传动级是混合DAP的不同结构，其中例如总是只有一个传动级是有效的。结构判决参量在该示例中可以与电动机转数、驾驶员的功率要求和传动机构上的机械负荷有关。依据这些结构判决参量来判决在一个计算步骤内或从一个计算步骤到下个计算步骤是否存在结构变化。仅仅条件分析功能不能保证找到稳定的结构判决参量组一更确切的说是稳定的结构判决参量值组，为此使用开头提到的一致性识别功能。一致性识别功能必要时迭代地执行，其中当结构判决参量一更确切的说是各个结构判决参量的值一不再变化时，则存在结构判决参量的一致性。总是在条件分析功能识别出至少一个结构判决参量发生变化时执行一致性识别功能。在一致性识别功能内“保持”事先计算的状态参量的值以及时间，但是状态参量的导数、代数变量和条件方程仍然重新被分析，其中最后总是要确定事先确定的结构判决参量值是否与新确定的结构判决参量值一致。如果是，则一致性检查结束，如果不是，则必须继续一致性检查直到在理想情况下达到稳定状态为止。在实践中，如果没有达到一致性则必须中断迭代，然后采取其它措施，但是这里这些措施不是考察的主题。在执行一致性识别功能期间，混合DAP的由于结构判决参量的变化而变换的部分可能已变成有效的，因此一致性检查的先决条件是向一致性检查提供完整的混合DAP。在另一个步骤中可以确定结构判决参量恰好在什么时刻采取其它值一条件方程的分析因此导致了其它结果，该分析可能引起混合DAP的结构变换。该时刻可位于两个离散计算时刻之间的计算时间间隔中的任何地方。条件分析函数的计算一般以方程或不方程为基础，通过对这些方程或不方程的分析改变结构判决参量。在此按照数学方式确定函数的过零点，其中该函数的过零点的时刻t。相应于条件变化的时刻。如果条件变化的时刻t。是已知的，则启动一致性识别功能，其任务是在条件变化的时刻t。确定稳定并且首先不会导致进一步变化的结构判决参量组或结构判决参量值的组。为此必须总是重新计算整个混合DAP至少一次。通过所述措施，很容易看出在识别到条件变化的情况下需要在一个计算步骤内相对于在不存在条件变化的情况下混合DAP的有效部分的“正常”积分而进行对该混合DAP的至少一次附加的积分。如上所述，如果恰好反算到两个计算步骤之间的时刻，则在条件变化的情况下也需要混合DAP的至少再一次一也即第三次一积分。可直接看出，在实时计算内的这种额外开销可能导致显著的问题，因为时间上的额外开销可能如此高，以至于在期望的时间栅(实时计算的采样周期持续时间)内不能进行计算并且发生时间的超出，该时间的超出在这里所考察的系统中可能引起严重的后果，所述系统具有通过过程接口至物理过程的直接关系。混合DAP的状态参量的实时计算的运行时间特性在上面描述的方法中很难计算，在混合DAP的条件变化情况下的计算时间可能是在不存在条件变化的情况下的计算时间的数倍。
技术实现思路
因此本专利技术所基于的任务是提供一种用于计算混合DAP的状态参量的方法，利用该方法在该混合DAP的条件变化的情况下也能进行快速计算，无论如何在结构判决参量变化的情况下所需要的计算时间相对于已知方法得到了减少。由此导出以及所描述的任务在上面解释的用于计算混合微分代数过程模型的状态参量的方法中是这样来解决的，即在分类的一致性处理函数(KHF)中执行一致性识别功能，其中分类的KHF的第一部分包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：D库拉托洛，M霍夫曼，B施泰因，
申请(专利权)人：艺术系统软件有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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