《Modelica語言導論》是2020年華中科技大學出版社出版的圖書，作者是彼得·弗里茲森（Peter Fritzson）。
基本介紹
- 書名：Modelica語言導論
- 作者：彼得·弗里茲森（Peter Fritzson）
- 出版社：華中科技大學出版社
- 出版時間：2020年10月1日
- ISBN：9787568064279
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
本書主要圍繞技術物理系統建模與仿真，介紹工業界套用廣泛的多領域物理建模語言Modelica，覆蓋建模與仿真基本概念以及面向對象和基於組件的建模基礎。本書目標如下：成為關於建模和仿真導論課程的實用教材；讓先前不具備建模、仿真和面向對象背景的讀者容易學習；對物理建模、面向對象建模和基於組件建模進行基本介紹；演示一些精選的套用領域的建模實例。本書是Modelica語言奠基者之一的PETER FRITZSON教授撰寫的建模仿真與Modelica入門基礎教程。
圖書目錄
目 錄
Table of Contents
第1章 概論 1
1.1 系統和試驗 2
1.1.1 自然系統和人工系統 3
1.1.2 試驗 5
1.2 模型的概念 6
1.3 仿真 7
1.3.1 仿真的必要性 8
1.3.2 仿真的不足 9
1.4 創建模型 10
1.5 分析模型 11
1.5.1 敏感度分析 11
1.5.2 基於模型的診斷 12
1.5.3 模型驗證與確認 12
1.6 數學模型分類 13
1.6.1 方程分類 14
1.6.2 動態模型VS靜態模型 14
1.6.3 連續時間模型VS離散時間模型 16
1.6.4 定量模型VS定性模型 17
1.7 產品設計運用建模和仿真 18
1.8 系統模型實例 20
1.9 總結 25
1.10 參考文獻 25
第2章 Modelica簡介 26
2.1 Modelica入門 27
2.1.1 變數和預定義類型 32
2.1.2 注釋 34
2.1.3 常量 35
2.1.4 可變性 36
2.1.5 默認初始值 36
2.2 面向對象的數學建模 37
2.3 類和實例 38
2.3.1 創建實例 39
2.3.2 初始化 41
2.3.3 特化類 42
2.3.4 基於變型的類重用 43
2.3.5 內置類型和屬性 44
2.4 繼承 45
2.5 泛型類 46
2.5.1 以實例作為類參數 46
2.5.2 以類型作為類參數 48
2.6 方程 49
2.6.1 重複的方程結構 51
2.6.2 偏微分方程 52
2.7 非因果物理建模 53
2.7.1 物理建模VS面向框圖建模 53
2.8 Modelica組件化模型 55
2.8.1 組件 56
2.8.2 連線圖 56
2.8.3 連線器和連線器類 58
2.8.4 連線 59
2.8.5 Inner和Outer定義隱式連線 60
2.8.6 可擴展連線器與信息匯流排 61
2.8.7 對流連線器 62
2.9 抽象類 63
2.9.1 抽象類重用 64
2.10 組件庫設計和套用 66
2.11 示例：電子組件庫 66
2.11.1 電阻 66
2.11.2 電容 66
2.11.3 電感 67
2.11.4 電壓源 68
2.11.5 接地 69
2.12 簡單電路模型 69
2.13 數組 71
2.14 算法結構 74
2.14.1 算法區和賦值語句 74
2.14.2 語句 75
2.14.3 函式 76
2.14.4 運算符重載和複數 78
2.14.5 外部函式 81
2.14.6 函式化的算法 82
2.15 離散事件和混合建模 83
2.16 包 87
2.17 註解 89
2.18 命名規範 90
2.19 Modelica標準庫 91
2.20 Modelica實現和執行 93
2.20.1 手工編譯簡單電路模型 95
2.20.2 狀態空間轉化 97
2.20.3 求解方法 99
2.21 發展歷程 102
2.22 總結 106
2.23 文獻 106
2.24 練習 108
第3章 類和繼承 112
3.1 類設計者和用戶之間的約定 112
3.2 類示例 113
3.3 變數 114
3.3.1 變數名重複 115
3.3.2 變數名和類型名重複 115
3.3.3 變數初始化 116
3.4 方程即行為 116
3.5 訪問控制 118
3.6 登入月球示例仿真 119
3.7 繼承 122
3.7.1 方程繼承 123
3.7.2 多重繼承 124
3.7.3 聲明元素處理和用前聲明 126
3.7.4 extends語句聲明順序 127
3.7.5 MoonLanding繼承示例 127
3.8 總結 129
3.9 文獻 129
第4章 系統建模方法 130
4.1 創建系統模型 130
4.1.1 演繹建模法VS歸納建模法 131
4.1.2 傳統方法 132
4.1.3 面向對象-基於組件方法 133
4.1.4 自上而下VS自下而上建模 134
4.1.5 模型簡化 135
4.2 容器系統建模 136
4.2.1 套用傳統方法 136
4.2.2 套用面向對象-基於組件方法 138
4.2.3 連續PI控制容器系統 139
4.2.4 連續PID控制容器系統 143
4.2.5 串聯容器系統 146
4.3 基於預定義組件的直流電機TOP-Down建模 147
4.3.1 系統定義 147
4.3.2 系統分解和通信初步設計 148
4.3.3 子系統建模 148
4.3.4 子系統組件建模 150
4.3.5 接口和連線定義 151
4.4 接口設計-連線器類 152
4.5 總結 153
4.6 文獻 153
第5章 Modelica標準庫 155
5.1 總結 162
5.2 文獻 162
附錄A 術語表 163
附錄B OpenModelica和OMNotebook命令 171
B.1 互動式電子書OMNotebook 171
B.2 常用命令和示例 174
B.3 完整命令列表 175
B.4 OMSHELL和DYMOLA 184
B4.1 OMShell 184
B4.2 Dymola 腳本 185
文獻 185
附錄C OMNotebook和DrModelica的文本建模 187
C.1 HELLOWORLD練習 188
C.2 用VanDerPol和DAEExample模型運行DRMODELICA 189
C.3 簡單方程系統 189
C.4 BouncingBall混合建模 190
C.5 採樣混合建模 190
C.6 方程和算法區域 190
C.7 在電路中添加可連線組件 191
C.8 電路的詳細建模 192
C.8.1 方程 192
C.8.2 模型實現 193
C.8.3 搭建電路模型 196
C.8.4 電路仿真 196
附錄D 圖形建模練習 197
D.1 簡單直流電機 197
D.2 具有彈簧和慣量的直流電機 198
D.3 具有控制器的直流電機 198
D.4 直流電機作為發電機 199
參考文獻 200
作者簡介
Peter Fritzson is Professor since 1995 and research director of the Programming Environment Laboratory (PELAB), at Link？ping University. He is also director of the Open Source Modelica Consortium (OSMC), director of the MODPROD center for model-based product development, and vice chairman of the Modelica Association, organizations he helped to establish. During 1999-2007 he served as chairman of the Scandinavian Simulation Society, and secretary of the European simulation organization, EuroSim. He received his M.Sc. in engineering 1975 and PhD 1984 in computer science from Link？ping University. He was project leader at Sun MicroSystems, California, 1985-86, and visiting professor at University of Queensland, Australia, 2007-2008. Prof. Fritzson's current research interests is in software engineering, especially programming languages, high level specification and modeling languages, programming and debugging tools and environments, parallel and multi-core computing, compilers and compiler generators (e.g. RML). During recent years he has put special emphasis on tools and languages for object-oriented modeling and simulation, and is one of the founding fathers of the Modelica language. He is currently leading the OpenModelica open source effort.
