使用Engee物理建模语言创建复杂组件

Engee物理建模语言不仅允许您开发自己的组件，还可以将不同的组件组合成一个整体。这样的组件被称为复合材料。

它就像一个构造函数，当有零件（组件）时，我们的任务是按照正确的顺序连接它们。

为什么要制造复合组件？

*将多个组件"打包"为一个（作为常规建模中的子系统）
*组件数组

复合组件的示例

作为复合部件的例子，考虑具有外部轴负载的直流电机。

为了确保组件正确组装，让我们从非定向块库中获取基元的参考实现。:

为了进行测试，我们将模拟以下场景：在运行的前0.1秒，发动机在轴上无负载运行，并达到最大速度，然后在轴上发生负载。

创建复合组件

合成组件的创建方式与使用Engee物理建模语言的自定义组件相同。因此，组件代码必须包含在*中。ngpc文件位于Engee搜索路径上.

让我们来看看DCMotorComosite中的组件代码。ngpc文件:

@engeemodel DCMotorComposite begin
    
    @components begin
        p = EngeePhysicalFoundation.Electrical.Pin(), [view = ("+", "left")]
        n = EngeePhysicalFoundation.Electrical.Pin(), [view = ("-", "left")]
        r = EngeePhysicalFoundation.Mechanical.Rotational.Flange(), [view = ("R", "right")]
        c = EngeePhysicalFoundation.Mechanical.Rotational.Flange(), [view = ("C", "right")]
    end

    @parameters begin
        rotor_resistance    = 3.9, 		[unit="Ohm"]
        rotor_inductance    = 12e-6, 	[unit="H"]
        motor_inertia       = 0.01, 	[unit="g*cm^2"]
        breakaway_torque    = 0.02e-3, 	[unit="N*m"]
        coulomb_torque      = 0.02e-3, 	[unit="N*m"]
        breakaway_velocity  = 0.03347, 	[unit="rad/s"]
        back_emf_constant   = 0.072e-3*60/(2*pi), [unit="V/(rad/s)"]
        viscous_coefficient = 0.0, [unit="N*m/(rad/s)"]
    end

    @components [gui = None] begin
        rotorResistor = EngeePhysicalFoundation.Electrical.Elements.Resistor(R=default(rotor_resistance))
        rotorInductor = EngeePhysicalFoundation.Electrical.Elements.Inductor(L=default(rotor_inductance))
        motorInertia = EngeePhysicalFoundation.Mechanical.Rotational.Elements.Inertia(I=default(motor_inertia))
        friction = EngeePhysicalFoundation.Mechanical.Rotational.Elements.Friction(w_breakaway=default(breakaway_velocity),T_breakaway=default(breakaway_torque),T_coulomb=default(coulomb_torque), viscous_coefficient=default(viscous_coefficient))
        rotEMechConverter = EngeePhysicalFoundation.Electrical.Elements.RotationalConverter(k=default(back_emf_constant))
    end

    @equations begin
        connect(p, rotorResistor.p)
        connect(rotorResistor.n, rotorInductor.p)
        connect(rotorInductor.n, rotEMechConverter.p)
        connect(rotEMechConverter.n, n)
        connect(rotEMechConverter.rod_flange, friction.rod_flange, motorInertia.flange, r)
        connect(rotEMechConverter.case_flange, friction.case_flange, c)
    end

end

注意我们如何创建子组件-它们包含在部分中 @components. 我们用部分中的值初始化它们的参数 @parameters

子组件组装成一个单一的组件发生在节 @equations 使用函数 connect(). 请注意，您可以一次指定多个连接端口！

测试复合组件

让我们检查我们的复合组件相对于相同模型的模拟结果，但使用基元。

demoroot = @__DIR__
engee.addpath(demoroot)
mdl = engee.open(joinpath(demoroot,"DCComposite.engee"))
sim_res = engee.run(mdl);

让我们绘制仿真结果。:

using Plots

CustC = collect(sim_res["Cust"]);
Primitives = collect(sim_res["Prim"]);
plot(CustC.time,CustC.value, label = "自定义组件")
plot!(Primitives.time,Primitives.value, label = "积木图书馆")
plot!(legend=:outerbottom,legendcolumns=2)

让我们找到最大绝对误差:

err = CustC.value .- Primitives.value;
println("最大绝对误差：∞(maximum(err))")

Максимальная абсолютная ошибка: 2.093656803481281e-9

仿真结果实际上是匹配的,这意味着我们的组件工作正常!

结论

Engee物理建模语言不仅仅是一种为一维建模编写自定义组件的语言，也是一种创建和描述复杂物理系统的语言。与此同时，保留了代码的可读性，这对于复杂系统很重要！