Modelica语言在电路建模与仿真中的应用

２００７年８月　湖北教育学院学报　Ａｕｇ．２００７　第２４卷第８期　Ｊｏｕｒｎａｊ　ｏｆ　Ｈｕｂｅｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　Ｖｏ１．２４　Ｎｏ．８　Ｍｏｄｅｌｉｃａ语言在电路建模与仿真中的应用　秦新燕　（湖北第二师范学院物理与电子工程系，武汉４３０２０５）　摘要：Ｍｏｄｅｌｉｃａ语言是一种面向对象的非因果物理建模语言。本文通过一个简单电路阐述了该建模语言的主要特点　和优势，并建立了一个三相桥式全波整流器仿真模型，给出了相应的三相电压及电流变化曲线，验证了该模型的工作　机理。　关键词：Ｍｏｄｅｌｉｃａ语言；面向对象；电力系统；动态仿真　中图分类号：ＴＰ３—０５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—１６８７（２００７）０８—００５３一Ｏ３　０引言　Ｒ１　Ｌ　现今，利用计算机进行建模与仿真已经十分普遍。在电　力系统中，我们已经有了几个商业软件（Ｓｉｍｐｏｗ，ＰＳＳ／Ｅ，ＥＴＭ—　ＳＰ　ａｎｄ　Ｅｕｒｏｓｔａｇ）可以进行相应的仿真工作。但是，在使用中　发现它们有些地方还不尽人意。如采用的因果建模方式，使　得进行元件建模前先要将元件的微分方程以及代数方程形式　的数学描述转化成具有输入输出形式的状态方程，再据此建　模，显然这既把问题复杂化，又丧失了实际的物理拓扑结构。　ｇｒｏｕｎｄ　其次，一般的此类元件模型的程序代码都是对用户非公开的，　图１简单电路的Ｍｏｄｅｌｉｃａ组件连接图　使用者只能输入或者修改其中的前台参数，否则不能查看和　下面我们以一个简单电路来介绍Ｍｏｄｅｌｉｃａ编程语言。图　修改底层代码。如Ｍａｄａｂ的电力系统工具箱ＳｉｍＰｏｗｅｒＳｙｓ—　１为简单电路的Ｍｏｄｅｌｉｃａ组件连接图，从图１我们可以清楚的　ｔｅｍｓ，我们接触时会认为其组件模型方式易于理解。但是，当　再深入下去，要对它们进行修改时就会遇到麻烦：必须基于具　知道该电路包括６个标准组件，这些组件模型存在于Ｍｏｄｅｌｉｃａ　体的环境对各模型文件间的交互作用具有彻底的理解才行，　模型库中。它们的模型描述如下：　ｍ０ｄｅｌ　ｃｉｒｃｕｉｔ　要对模型的图形化编辑则是不可能的。　因此，本文旨在向大家介绍一种新型的建模语言Ｍｏｄｅｌｉ—　Ｒｅｓｉｓｔｏｒ　Ｒ１（Ｒ＝５）；　Ｒｅｓｉｓｔｏｒ　Ｒ２（Ｒ＝ｌＯ）；　ｃａ。其重要优势在于：（１）Ｍｏｄｅｌｉｃａ采用无因果建模思想，使　Ｉｎｄｕｃｔｏｒ　Ｌ（Ｌ＝０．１）；　用更加自然的语义表述模型，所以它可以按照系统的真实拓　Ｃａｐａｃｉｔｏｒ　Ｃ（Ｃ＝０．０５）；　扑结构连接各个组件。（２）Ｍｏｄｅｌｉｃａ模型库的代码对用户完　ＳｉｎｅＶｏｌｔａｇｅ　ｓｉｎｅＶｏｌｔａｇｅ（Ｖ＝２２０）；　全开放，即所有元件模型都是透明的、可扩充的。这样用户就　Ｇｒｏｕｎｄ　ｇｒｏｕｎｄ；　可以在此基础上，根据自己的需要修改或改进现有模型，有利　ｅｑｕａｔｉｏｎ　于平台的后期开发。　１　Ｍ０ｄｅｌｉｃａ语言简介　ｃｏｎｎｅｃｔ（Ｌ．Ｐ，Ｒ１．ｎ）；　Ｍｏｄｅｌｉｃａ语言是一种刚刚发展起来的，面向对象的物理系　ｃｏｎｎｅｃｔ（Ｒ１．Ｐ，Ｒ２．Ｐ）；　统建模语言。Ｍｏｄｅｌｌｃａ语言可以为任何能够用微分方程或其　ｃｏｎｎｅｃｔ（Ｒ２．ｎ，Ｃ．Ｐ）；　他数学方程描述的问题实现建模和仿真。另外，面向对象的　ｃｏｎｎｅｃｔ（Ｌ．ｎ，Ｃ．ｎ）；　程序设计思想，使其处理结果更贴近人性思维。　ｃｏｎｎｅｃｔ（ｓｉｎｅＶｏｈａｇｅ．Ｐ，Ｒ２．Ｐ）；　Ｍｏｄｅｌｉｃａ语言采纳了陈述式设计思想，它的软件组件模　ｃｏｎｎｅｃｔ（ｓｉｎｅＶｏ］ｔａｇｅ．ｎ，Ｃ．ｎ）；　型支持根据实际系统的物理拓扑结构组织构建仿真模型。物　ｃｏｎｎｅｃｔ（ｇｒｏｕｎｄ．Ｐ，ｓｉｎｅＶｏｌｔａｇｅ．ｎ）；　理元件对应模型的一个组件，物理元件之间的真实的物理连　ｅｎｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ；　接对应于组件连接图中模型组件之问的逻辑连接。采用这种　方式构建的物理系统的Ｍｏｄｅｌｉｃａ模型有着与实际系统类似的　收稿日期：２ｏｏ７一Ｏ２—２７　层次结构。　作者简介：秦新燕（１９７７一），女，讲师，硕士，研究方向为　２　Ｍｏｄｅｌｉｃａ语言的一个电路建模介绍　教育技术。　・５３・　维普资讯 http://www.cqvip.com

ｆａｃｅｓ．ＯｎｅＰｏｒｔ；继承的代码被自动包含在新定义中，并作为新　类的定义被编译。　２．３　Ｍｏｄｅｈｃａ方程。函数和算法是Ｍｏｄｅｌｉｃａ中采用面向过程　思想解决问题的手段。这样它就获得了方程比任务声明方式　更加灵活有力的优点，因为使用方程不需要定义数据流方向。　例如，我们拿Ｒｅｓｉｓｔｏｒ电阻中的方程式：Ｒ｝ｉ＝ｖ来研究，它如　图２　Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的块图　果换成任务声明方式表达，需要三个式子才能完整的描述：ｉ：　＝ｖ／Ｒ；ｖ：＝Ｒ｝ｉ；Ｒ：＝ｖ／ｉ；正因为这样的特点，它对于Ｍｏ－　ｄｅｌｉｃａ语言能够按自然形态建模的能力和增加Ｍｏｄｅｌｉｃａ类的　图２是使用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对该简单电路所做的块图模型。比　较图１和图２可以深刻地体会到：Ｍｏｄｅｌｉｃａ模型能很好地保持　实际物理系统的拓扑结构信息，抽象模型和实际物理系统的　逻辑结构或连接是十分接近的。而Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的块图模型则将　系统分解成有特定方向性的输入输出关系的块图连接，这样　就自然会丢失实际物理系统的拓扑信息，使非领域用户理解　起来十分吃力，更对多领域的通力合作制造障碍。　２．Ｉ　Ｍｏｄｅｌｉｃａ类。Ｍｏｄｅｌｉｃａ使用先进的面向对象思想，所以它　的核心单元也是类。每一个对象对应一个类，类包含三种类　型的成员：变量、方程和成员类。变量表示类的属性，通常代　表某个物理量。方程指定类的行为，表达变量之间的数值约　束关系。方程与来自其它类的方程的交互方式决定了整个仿　真模型的求解过程。类的成员可以直接定义，也可以通过继　承从基类中获得。类可以作为其它类的成员。在这个ｃｉｒｃｕｉｔ　简例中，Ｒｅｓｉｓｔｏｒ、Ｉｎｄｕｃｔｏｒ、Ｃａｐａｃｉｔｏｒ等都是Ｍｏｄｅｌｉｃａ定义的　类。以下我们列出一个Ｒｅｓｉｓｔｏｒ类的具体代码：　ｍｏｄｅｌ　Ｒｅｓｉｓｔｏｒ　ｅｘｔｅｎｄｓ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ．ＯｎｅＰｏｒｔ；　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ＳＩ．Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｒ＝１；　ｅｑｕａｔｉｏｎ　Ｒ｝ｉ＝ｖ：　ｅｎｄ　Ｒｅｓｉｓｔｏｒ；　２．２继承性。继承是根据类之间的层次关系共享类间的属性　和操作。一个类可以先大略定义，然后根据需要再派生出具　体的子类。几个子类可以合并共同继承上一级类的所有特　性，而无需重复上一级类的性质，然后再结合自己的特性。这　样就大大减少建模过程的重复性。同时，继承性还在原有类　和新增类之间建立起一种下对上的依赖关系。因此，这种技　术在旧代码不被修改的情况下是不妨碍的，子类的新代码不　会引起旧代码的失效。这里，Ｒｅｓｉｓｔｏｒ类用到的继承如下：　首先我们定义了ＯｎｅＰｏｒｔ类，　ｐａｒｔｉａｌ　ｍｏｄｅｌ　ＯｎｅＰｏｒｔ　ＳＩ．Ｖｏｌｔａｇｅ　ｖ　ＳＩ．Ｃｕｒｒｅｎｔ　ｉ　ＰｏｓｉｔｉｖｅＰｉｎ　Ｐ；　ＮｅｇａｔｉｖｅＰｉｎ　ｎ；　ｅｑｕａｔｉｏｎ　Ｖ　Ｐ・Ｖ—ｎ．Ｖ：　０　Ｐ．ｉ＋ｎ．ｉ：　ｊ＝Ｐ．ｉ：　ｅｎｄ　ＯｎｅＰｏｒｔ；　然后，Ｒｅｓｉｓｔｏｒ类继承了Ｏｎｅｐｏｒｔ类的所有性能：ｅｘｔｅｎｄｓ　Ｉｎｔｅｒ－　．５４．　再利用潜能是很关键的。另外要注意一点，Ｍｏｄｅｌｉｃａ的函数返　回的是多个值，即其返回值是一个数组，要根据需要将其中的　值顺序取出。　２．４组件模型。Ｍｏｄｅｌｉｃａ语言提供了功能强大的组件模型　（如图３），它主要包含三个概念：组件、连接机制和组件构架。　Ｍｏｄｅｈｃａ中的组件就好像现实中的具体实物，它使用连接图表　展示组件框架，通过Ｍｏｄｅｌｉｃａ语言的连接机制进行虚拟连接，　以实现组件内容和连接，并确保整个连接的通信。在非因果　系统中，数据流动的方向等因果关系，起初并未指明，而是由　自动的被编译器在需要的时候指明。　ｉＩ蕞馨　棼嗣墨羹蕞　蛆悻｜ｌ　因果ｌ走蘩ｆ　连藿机崩　姐件２　图３组件模型示意图　２．５连接器。模型类必须有明确的接口，即连接器，用于实现　组件与外界的通讯。Ｍｏｄｅｌｉｃａ连接器是连接器类的实例（如　图４）。连接器类的主要用途就是定义组件接口的属性与结　构。连接器类中定义的变量可划分为两种类型：流变量和势　变量。流变量是一种“通过”型变量，如电流、力、力矩等，由关　键字ｆｌｏｗ限定。势变量是一种“跨越”型变量，如电压、位移、　角度等。下面给出的电路元件的连接器类Ｐｉｎ定义，它包含两　个变量：电压ｖ和电流ｉ。　ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ　Ｐｉｎ　Ｖｏｌｔａｇｅ　ｖ；　ｌｆｏｗ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　ｉ；　ｅｎｄ　Ｐｉｎ；　ｖ　＋ｒ…………”；　——————翻ｐｔａ　图４电路元件连接器　２．６连接机制。Ｍｏｄｅｈｃａ连接必须建立在相同类型的两个连　接器之间，表达组件之间的耦合关系。这种耦合关系在语义　上通过方程实现（如图５）。ｃｏｎｎｅｃｔ是隐式生成方程组的语　句，它将对应组件ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ中的变量联立生成方程组。注意　只有具有相同类型连接子的元件模型才可以实现互连。例　如，在电路的连接子模型中，其中定义Ｃｕｒｒｅｎｔ变量ｉ为ｆｌｏｗ　变量，定义Ｖｏｌｔａｇｅ变量Ｖ为ｎｏｎ—ｆｌｏｗ变量。当元件互连时，　两种类型的耦合关系将被建立：对于ｎｏｎ—ｆｌｏｗ变量为相等耦　合，符合基尔霍夫第一定律：ｐｉｎ１．ｖ＝ｐｉｎ２．ｖ；对于ｆｌｏｗ变量　为和零耦合，符合基尔霍夫电流定律：ｐｉｎ１．ｉ　ｐｉｎ２．ｉ＝０　维普资讯 http://www.cqvip.com ｌ　Ｉｐｉｎ　１　Ｉ—　—ｌ　ｐＩｎ　２　ｌ　｝　３．２仿真结果分析　图５电路元件连接　３　Ｍｏｄｅｌｉｅａ语言在电路中的一个具体应用　３．１实例及相关代码。下面建立一个三相桥式全波整流器仿　真模型（图６）。模型中包含有６个二极管、２个电容、３个电　感、３个正弦电压源及１个信号电流源等组件，其中各组件的　具体参数详见如下Ｍｏｄｅｌｉｃａ程序。仿真时间为０．１秒，仿真　算法为最通用的微分／代数方程组求解方法Ｄａｓｓｌ法，步长为　ｌｅ一５。仿真结果如图７所示。　　’图６整流器的仿真模型　整流器的Ｍｏｄｅｌｉｃａ代码如下：　ｍｏｄｅｌ　Ｒｅｃｔｉｉｆｅｒ　ｅｘｔｅｎｄｓ　Ｍｏｄｅｌｉｅａ．Ｉｃｏｎｓ．Ｅｘａｍｐｌｅ；　ｉｍｐｏｒｔ　Ｍｏｄｅｌｉｃａ．Ｅｌｅｃｔｒｉｃａ１．Ａｎａｌｏｇ．Ｉｄｅａｌ；　图７（ｅ）　３．２．１从图７（ａ）、（ｂ）为整流后电流及电压波形图，可以看出　三相电流和电压的波形、大小及相位。当通电电路导通电流　稳定后，电流在７２４～一７２４Ａ变化，电压在５３５～一５３８Ｖ变　化。　ｐａｒｍｅｔａｅｒ　Ｖｏｌｔａｇｅ　ＶＡＣ＝４００；／／电源的电压　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｆ＝５０；／／电源的频率　３．２．２二极管的电路损耗中，对二极管的正向导通电阻值变　动进行了对比仿真，从图（ｅ）可以清楚看出：当正向导通电阻　值为０．００１１２时，损耗较小，最大值为８７９５Ｗ；当电阻值为“．　００５１２时，损耗明显增大，最大值为１７１５９．８Ｗ。　４结束语　ｐａｒｍｅｔａｅｒ　Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ　ＬＡＣ＝６０Ｅ一６；／／电感值　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｒｅｓｉｓｔｎｃａｅ　Ｒｏｎ＝１Ｅ一３；／／－－极管的正向电阻　值　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｃｏｎｄｕｃｔｎｃｅ　ａＧｏｆｆ＝１Ｅ一３；／／－－极管的反向电　导值　基于面向对象的Ｍｏｄｃｌｉｅａ语言是一种优秀的、非因果关　系的通用仿真建模语言，它最大的特点在于模型内部结构　０　、　无方向性”，因此易于理解、升级和维护。不仅在电力系统而　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｖｋｎｅｅ＝２；／／二极管的门限电压　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ　ＣＤＣ＝１５Ｅ一３；／／电容值　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　ＩＤＣ：５００；／／加载电流５００Ａ　ｏｕｔｐｕｔ　Ｖｏｌｔａｇｅ　ｕＤＣ；　且更在多领域混杂系统中得到广泛的应用。　参考文献：　ｏｕｔｐｕｔ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　ｉＡＣ［３］；　ｏｕｔｐｕｔ　Ｖｏｌｔｇｅ　ａｕＡＣ［３］；　ｏｕｔｐｕｔ　Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓｅｓ；　［１］Ｆｒｉｔｚｓｏｎ　Ｐ，Ｅｎｇｅｌｓｏｎ　Ｖ．Ｍｏｄｅｌｉｃａ—Ａ　ｕｎｉｉｆｅｄ　ｏｂｊｅｃｔ—ｏｆｔｅｎ—　ｔｅｄ　ｌａｎｇｕａｇｅ　ｆｏｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ［Ｃ］．Ｉｎ：Ｅｒｉｅ　Ｊ，　ｅｄ．Ｐｒｏｃ．ｏｆｔｈｅ　１２ｔｈ　Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｃｏｎｆ．ｏｎ　Ｏｂｊｅｃｔ—Ｏｒｉｅｎｔｅｄ　Ｐｒｏ－　ｇｒａｍｍｉｎｇ．Ｂｒｕｓｓｅｌｓ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ—Ｖｅｄａｇ，１９９８，６７—９ｏ．　ｉｎｉｔｉａｌ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　Ｃａｐａｅｉｔｏｒ１．ｖ＝ＶＡＣ　ｓｑｒｔ（２）／２；　Ｃａｐａｃｉｔｏｒ２．ｖ＝ＶＡＣ　ｓｑｒｔ（２）／２；　ｅｑｕａｔｉｏｎ　［２］Ｅｌｍｑｖｉｓｔ　Ｈ．，Ｓ．Ｅ．Ｍａｔｔｓｓｏｎ　ｎｄ　ａＭ．Ｏｔｔｅｒ．Ｍｏｄｅｌｉｅａ—Ａ　Ｌａｎｇｕａｇｅ　ｆｏｒ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ，Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｉｎｔｅｒａｃ—　ｕＤＣ＝Ｃａｐａｃｉｔｏｒ１．ｖ＋Ｃａｐａｃｉｔｏｒ２．ｖ：　ｔｉｏｎ．Ｉｎ　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　１９９９　ＩＥＥＥ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ—　Ａｉｄｅｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｄｅｓｉｇｎ，１９９９，２２—２７．　ｉＡＣ＝｛Ｉｎｄｕｅｔｏｒ１．ｉ，Ｉｎｄｕｃｔｏｒ２．ｉ，Ｉｎｄｕｃｔｏｒ３．ｉ｝；　ｕＡＣ［１］：Ｉｎｄｕｃｔｏｒ１．ｎ．ｖ—Ｉｎｄｕｃｔｏｒ２．ｎ．ｖ；　［３］Ｆｆｔｔｚｓｏｎ　Ｐ．Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆｏ￣ｅｃｔ—ｏｒｉｅｎｔｄ　ｅｍｏｄｅｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｉｍｕ—　ｌａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　Ｍｏｄｅｌｉｅａ　２．１［Ｍ］．Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ：ＩＥＥＥ　Ｐｒｅｓｓ，２００３．　［４］Ｆｒａｎｃｅｓｃｏ　Ｃａｓｅｌｌａ，Ａｌｂｅｒｔｏ　Ｌｅｖａ．Ｏｂｊｃｔ—Ｏｒｅｉｅｎｔｄ　Ｍｏｅｄｅｌ－　ｉｌｎｇ＆Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｌｎｔｓ　ｗｉａｔｈ　Ｍｏｄｅｌｉｅａ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　４４ｔＩｌ　ＩＥＥＥ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏ１．ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｅｕｒｏ－　ｕＡＣ［２］＝Ｉｎｄｕｃｔｏｒ２．ｎ．ｖ—Ｉｎｄｕｃｔｏｒ３．ｎ．ｖ；　ｕＡＣ［３］＝Ｉｎｄｕｃｔｏｒ３．ｎ．ｖ—Ｉｎｄｕｃｔｏｒ１．ｎ．ｖ；Ｌｏｓｓｅｓ＝Ｉｄｅａｌ—　Ｄｉｏｄｅ１．ｖ　ＩｄｅａｌＤｉｏｄｅ１．ｉ＋ＩｄｅａｌＤｉｏｄｅ２．ｖ　ＩｄｅａｌＤｉｏｄｅ２．ｉ＋　ＩｄｅａｌＤｉｄｅ３．ｖ　ＩｄｅａｏｌＤｉｄｅ３．ｉ＋ＩｄｅａｏｌＤｉｄｅ４．ｖ　ＩｄｅａｏｌＤｉｏｄｅ４．ｉ＋　ＩｄｅａｌＤｉｄｅ５．ｖ　ＩｄｅａｏｌＤｉｏｄｅ５．ｉ＋ＩｄｅａｌＤｉｄｅ６．ｖ　ＩｄｅａｏｌＤｉｏｄｅ６．ｉ：　ｅｎｄ　Ｒｅｃｔｉｉｆｅｒ；　ｐｅａｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　２００５　Ｓｅｖｉｌｌｅ　Ｓｐａｉｎ，２００５，７５９７—７６０２．　（下转第６４页）　．５５．　维普资讯 http://www.cqvip.com 的将扭秤的振荡幅度控制在１ｉｘｒａｄ以内，成功的实现了对扭　０８ｌ８０ｌ一０８ｌ８ｏ４．　秤实时控制，另一方面也可方便的将扭秤的偏转角度数据实　时的保存和显示。如果将本采集控制系统的设计应用于其它　检测弱力的精密扭秤实验中，［９１预计可将实验的测量精度提　高，并且该系统具有界面简洁、操作方便、易于调试等特点。　参考文献：　［４］杨乐平，李海涛，杨磊．ＬａｂＶ　ＩＥＷ程序设计与应用（第２　版），［Ｍ］　北京：电子工业出版社，２００５．　［５］，王颖，李秀娟，班银龙．基于ＬａｂＶＩＥＷ　７．１的ＰＩＤ　温控系统设计［Ｊ］．计算机应用，２００７，（１）．　［６］［７］刘金琨　先进ＰＩＤ控制及其ＭＡＴＬＡＢ仿真［Ｍ］．北　京：电子工业出版社．２００３．　［１］［４］Ｇｉｌｌｉｅｓ　Ｇ．Ｔ．ａｎｄ　Ｒｉｔｔｅｒ　Ｔ．Ｃ．Ｔｏｒｓｉｏｎ　ｂａｌａｎｃｅ，ｔｏｒｓｉｏｎ　ｐｅｎｄｕｌｕｍｓ，ａｎｄ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｄｅｖｉｃｅｓ［Ｊ］．Ｒｅｖ．Ｓｃｉ　Ｉｎｓｔｒｕｍ，１９９３，６４　（２）：２８３—３０９．　［８］王钊，陈真　基于ＬａｂＶ　ＩＥＷ的ＰＩＤ远程控制系统开发　［Ｊ］　实验技术与管理，２００６，（１２）．　［９］ＦＥＮＧ　Ｇｕｏ—Ｑｉｎｇ，ＹＡＮＧ　Ｓｈａｎ—Ｑｉａｎｇ，Ｔｕ　Ｌｉｎｇ—　ａＣｈｅｎｇ，ＬＵＯ　Ｊｕｎ　Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　Ｓｏｌａｒ　Ｎｅｕｔｒｉｎｏ　Ｃｏｈｅｒｅｎｔ　［３］Ｌｕｏ　Ｊｕｎ，Ｔｕ　Ｌｉａｎｇ—Ｃｈｅｎｇ，Ｈｕ　Ｚｈｏｎｇ—Ｋｕｎ，Ｌｕａｎ　Ｅｎ—　Ｊｉｅ　Ｎｅｗ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｌｉｍｉｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｐｈｏｔｏｎ　Ｒｅｓｔ　Ｍａｓｓ　ｗｉｔｈ　ａ　Ｒｏｔａ－　Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ　ｗｉｔｈ　Ｔｏｒｓｉｏｎ　Ｐｅｎｄｕｌｕｍ［Ｊ］　Ｃｈｉｎｅｓｅ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，　２００６，２３（８）：２０５２—２０５５　ｉｒｎｇ　Ｔｏｒｓｉｏｎ　Ｂａｌａｎｃｅ［Ｊ］．Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ，２００３，９０（８）：　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｔｏｒｓｉｏｎ　Ｂａｌａｎｃｅ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＬａｂＶＩＥＷ　ＦＥＮＧ　Ｇｕｏ——ｑｉａｎｇ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ　４３０２０５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＬａｂＶＩＥＷ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，　ｗｈｉｃｈ　ａｉｍｓ　ａｔ　ｔｈｅ　ｔｏｒｓｉｏｎ　ｂａｌａｎｃｅ　ｏｆ　ａ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｄｅｓｉｎｅｄ　ｔｇｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｔｏｒｓｉｏｎ　ｂａｌａｎｃｅ　ｂｙ　ＰＩＤ　ｆｅｅｄｂａｃｋ　ｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｅ　ｆｉｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ　ｂｅ　ｓａｔｉｓｉｆｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｎｅｅｄ　ｏｆ　ｈｅ　ｒｔｅａｌ——ｔｉｍｅ　ｄａｔａ　ａｃ．　ｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ，ａｎｄ　ｉｔ　ｉｓ　ｏｆ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ｔｅｒｓｅ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｓｉｍｐｌｙ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅ　ｔｏｒｓｉｏｎ　ｂａｌａｎｃｅ；ｆｅｅｄｂａｃｋ　ｃｏｎｔｒｏｌ；ＰＩＤ；ＬａｂＶＩＥＷ　（上接第５５页）　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　ｗｉｔｈ　Ｍｏｄｅｌｉｃａ　ＱＩＮ　Ｘｉｎ——ｙａｎ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｈｕｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ　４３０２０５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｄｅｌｉｃａ　ｉＳ　ａ　ｌａｎｇｕａｇｅ　ｆｏｒ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｏｆ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍｓ，ｂｕｉｌｔ　ｏｎ　ｎｏｎ—ｃａｕｓｌ　ｍｏｄｅｌａｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｌａｎ—　ｅｑｕａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｏｂｊｅｃｔ—ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｓ．Ｔｈｅ　ｇｕａｇｅ　ｂｙ　ｉｎｔｏｄｕｃｉｒｎｇ　ａ　ｓａｍｐｌｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈａｔ，ａ　ｒｅｃｔｉｉｆｅｒ　ｗｈｉｃｈ　ｃｏｎｓｉｓｔｓ　ｏｆ　ａ　Ｂ６　ｄｉｏｄｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｆｅｄ　ｂｙ　ａ　ｈｒｅｅ　ｐｈａｓｅ　ｓｉｔｎｕｓｏｉｄａｌ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｉｓ　ｍｏｄｅｌｅｄ　ａｎｄ　ｍａｄｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｂｙ　ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ，ｉｔ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈｅ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｈｒｅｅ　ｐｈａｓｅ　ＡＣ—ｃｕｒｒｅｎｔｔｓ　ａｎｄ　ＡＣ—ｖｏｌｔａｇｅｓ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｖａｌｉｄａｔｅｓ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｏｄｅｌｉｃａ　ｌａｎｇｕａｇｅ　；ｏｂｊｅｃｔ—ｏｒｉｅｎｔｅｄ；ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ；ｄｙｎａｍｉｃ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ