西工大—達索Dymola創新中心

“西工大—達索Dymola創新中心”由西北工業大學與法國達索系統公司共同建立。該中心地點設在西工大長安校區。由西工大提供場地和計算機等硬體設施，達索系統公司提供Dymola軟體，並進行軟體的培訓。該中心是達索系統公司就Dymola軟體與國內高校的首次合作，中心的成立必將對Dymola軟體在飛機設計系統仿真領域的發展帶來極大的促進。中心主任由西北工業大學吳小華教授擔任，副主任由西北工業大學李偉林副教授擔任。

基本介紹

• 中文名：西工大—達索Dymola創新中心
• 外文名：NPU—DS DYMOLA INNOVATION CENTER

達索系統介紹

世界知名的法國達索集團下屬有很多子公司，比如法國達索飛機公司、法國達索系統公司等。法國達索飛機公司是法國唯一一家研製軍用飛機的公司，主要產品有幻影系列戰鬥機、陣風戰鬥機。除了戰鬥機，公司還生產獵鷹系列公務飛機。

達索系統公司是達索集團旗下的子公司之一，1981年創立。創立達索系統的目的是為了開發面向航空工業、飛機設計的CAD軟體CATIA。CATIA主要用於航空、航天、國防和汽車等大型製造企業，是全球套用最為廣泛的高端工業軟體系統之一。Dymola是基於Modelica語言的建模與仿真平台，於2006年被達索系統公司收到麾下，定位為主打產品CATIA V6的核心技術。

平台介紹

Dymola是法國Dassault Systemes公司基於Modelica語言的多領域系統建模仿真工具，廣泛套用於汽車、航空、航天、能源等行業系統的功能驗證和硬體在環仿真。其非常豐富的多學科元件庫為多領域的統一建模提供了很大的幫助。該平台具有直觀的建模環境，支持與其他軟體（例如Matlab/Simulink）的聯合仿真，FMI協定，和半實物仿真。同時Dymola平台還具有3D動畫功能，支持與CAD模型的連線。

發動機氣缸Dymola建模

二氧化碳循環Dymola建模

飛機起落架收放系統Dymola建模

語言介紹

Modelica是一種面向對象、聲明式的多領域建模語言，可用於基於組件的複雜系統建模，包括機械、電氣、電子、液壓、熱力、控制、電力或面向過程的子系統等。Modelica語言是自由軟體（免費、開源），由非盈利性質的Modelica協會開發。Modelica協會也開發了同樣為自由軟體的Modelica標準庫，Modelica標準庫包含可用於不同領域的約1290個常見組件模型和910個函式（3.2版中）。

語言建模特點

1 面向對象建模

Modelica 語言將面向對象看作為用於處理複雜大系統描述的一種模型組織概念，強調陳述式描述和模型的重用。Modelica 語言以類為中心組織和封裝數據，支持採用分層機制、組件連線機制和繼承機制構建Modelica 模型。

2 非因果建模

Modelica 語言採用數學方程而不是賦值語句定義類的行為。方程具有陳述式非因果特性，也就是聲明方程時沒有限定方程的求解方向，因而方程具有比賦值語句更大的靈活性和更強的功能。方程可以依據數據環境的需要用於求解不同的變數。

3 陳述式物理建模

Modelica 語言採納了陳述式設計思想，其軟體組件模型支持根據實際系統的物理拓撲結構組織構建仿真模型，即陳述式物理建模。物理元件對應模型的一個組件，物理元件之間的真實的物理連線對應於組件連線圖中模型組件之間的邏輯連線

4 多領域統一建模

基於物理系統數學表示的內在一致性，Modelica 語言支持同一個模型容納來自不同領域的模型組件，從而具備多領域統一建模能力。Modelica 語言將任意領域元件的行為統一採用數學方程描述，將元件與外界的通訊接口統一定義為連線器。

5 連續離散混合建模

Modelica語言建模不但符合動態連續建模時要求的能量守恆、動量守恆、質量守恆等基本物理定律系統行為，也可以描述離散事件系統行為，是一種支持連續離散混合建模的語言。Modelica語言提供的連個表達混合模型的語句是（1）if結構和（2）when結構。

工作成果

自“西工大—達索Dymola創新中心”創建以來，廣泛用於平時教育套用，軟體培訓，和各項科研研究任務中。在多電飛機的多學科、多領域集成方面取得了一系列成果。所發表的相關論文有：

1. J. Li, W. Li, D. Zhang, X. Wu, “Modeling and Simulation of Aircraft Generator Protection System Based on Modelica Language,” International Conference on Electrical Machines and Systems Conference (ICEMS2016), November 2016, Tokyo, Japan.
   
2. M. Ping, X. Zhang, Z. Gao, W. Li, “Simulation Model Development of Three-stage Synchronous Generator for Aircraft Power Systems Based on Modelica,” International Conference on Electrical Machines and Systems Conference (ICEMS2016), November 2016, Tokyo, Japan.
   
3. B. Yang, X. Zhao, J. Gao, Y. Yang, X. Wu, W. Li,“FMI Based Multi-domain Modeling and Simulation for Extraction and Retraction of EHA Nose Landing Gear in Dymola,” International Conference on Electrical System for Aircraft, Railway, Ship propulsion and Road Vehicles & International Transportation Electrification Conference (ESARS&ITEC 2016), Novermber 2-4, 2016, Toulouse, France.
   
4. B. Li, J. Gao, X. Zhao, J. Wang, C. Zhang, W. Li, X. Zhang, “Modeling and Simulation of Aircraft Power Supply System Based on Dymola and Modelica,” International Conference on Electrical Systems for Aircraft, Railway, Ship propulsion and Road Vehicles & Internation Transportation Electrification Conference (ESARS&ITEC 2016), Novermber 2-4, 2016, Toulouse, France.
   
5. B. Yang, X. Wu, W. Li,“FMI based Multi-domain Modeling and Simulation for Aircraft Power Distribution System,” IEEE/CSAA International Conference on Aircraft Utility System (IEEE/CSAA AUS 2016), October 10-12, 2016, Beijing, China, pp. 325-330.
   
6. W. Zhang, X. Zhang, W. Liu, W. Li, “Modeling and Simulation of Aviation Static Inverter Based on Dymola and Modelica,” IEEE/CSAA International Conference on Aircraft Utility System (IEEE/CSAA AUS 2016), October 10-12, 2016 Beijing, China, pp. 512-516.
   
7. 李冰潔，張曉斌，李偉林，“基於Dymola軟體及Modelica語言的飛機供電系統建模與仿真，”中國航空學會航空電氣工程專業委員會2015年學術年會，陝西西安，pp. 1~6, 2015.
   
8. 李婧，吳小華，張曉斌，李偉林，“基於Dymola軟體及Modelica語言的飛機發電機控制保護建模與仿真，” 中國航空學會航空電氣工程專業委員會2015年學術年會，陝西西安，pp. 1~6, 2015.
   
9. 楊蓓蕾，吳小華，張曉斌，李偉林，羅昱煒，“基於Dymola軟體的飛機起落架系統多學科聯合仿真研究，” 中國航空學會航空電氣工程專業委員會2015年學術年會，陝西西安，pp. 1~6, 2015.
   
10. 李冰潔，張曉斌，李偉林，“基於Dymola軟體及Modelica語言的飛機供電系統建模與仿真，” 中國高等學校電力系統及其自動化專業第31屆學術年會，湖北武漢，pp. 1~6, 2015.
    
11. 李冰潔, 陳兵彬, 張曉斌,等. 基於Dymola軟體及Modelica語言的飛機供電系統建模與仿真[J]. 計算機測量與控制, 2016, 24(3)，pp.174~178.
    
12. 李冰潔, 張曉斌, 吳小華,等. 基於Dymola及Modelica語言的飛機三級發電機的建模與仿真[J]. 微電機, 2016, 49(3) ，pp.40~44.
    
13. 楊蓓蕾, 吳小華, 張曉斌,等. 基於Dymola的飛機機電作動系統多領域建模研究[J]. 微電機, 2016(10) ，pp.10~14.
    

聯繫人

李偉林 博士/副教授

西北工業大學 電氣工程系