CN115061896A - 一种电磁暂态仿真操作系统的抖动时间计算方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电磁暂态仿真操作系统的抖动时间计算方法及装置，该方法包括：在执行任务进程的过程中，记录任务进程的启动时刻及执行时刻，确定执行时刻与启动时刻的差值为固有抖动时间，统计执行任务进程的过程中发生进程干扰的次数，记录每次进程干扰的时间，将每个任务进程对应的总干扰时间与固有抖动时间相加，得到抖动时间，并将各任务进程中最长的抖动时间作为操作系统的抖动时间。可见，计算操作系统确定了在启动任务进程至开始执行任务进程的固有抖动时间，以及任务进程的干扰总时间，从而确定各任务进程中最大抖动时间为操作系统的抖动时间，能够帮助精准确定电力系统电磁暂态仿真的仿真步长，从而保障对电力系统进行高精度仿真。
Description
技术领域
本申请涉及实时仿真通信领域，更具体的说，是涉及一种电磁暂态仿真操作系统的抖动时间计算方法及装置。
背景技术
随着用电需求的不断增加，电力系统也在迅速发展，诞生了更多电力电子设备，以丰富电力系统，使电力系统变得更复杂了，因此有必要在电力系统运行前对其仿真。电力系统仿真是认识电力系统特性，支撑电力系统研究、规划、运行、生产、装备制造，以及保障电力系统安全可靠运行的有效手段。
电力系统电磁暂态仿真的仿真步长，对所依靠的操作系统处理任务进程的用时要求严格，若仿真步长用时设置过短，会导致在设定步长内无法完成数据信号的计算，使电力系统仿真崩溃，若仿真步长用时设置过长，会导致电力系统中的电力电子设备仿真效果粗糙。用于进行电磁暂态仿真的操作系统由于其后台进程调度和系统中断等异步事件的处理而产生干扰，导致了操作系统处理任务进程的时间不确定地增加，影响了对操作系统处理任务进程时间的确定。
基于此，通过确定操作系统处理任务进程过程中的抖动时间，能够帮助精准确定电力系统电磁暂态仿真的仿真步长，从而保障对电力系统进行高精度仿真。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种电磁暂态仿真操作系统的抖动时间计算方法及装置，以保障对电力系统进行高精度仿真。
为了实现上述目的，现提出具体方案如下：
一种电磁暂态仿真操作系统的抖动时间计算方法，应用于进行电磁暂态仿真的操作系统，所述方法包括：
在执行电磁暂态仿真的多个任务进程的过程中，记录每个任务进程的启动时刻及执行时刻；
将每个所述任务进程的执行时刻与其启动时刻做差值运算，得到每个所述任务进程的固有抖动时间；
统计执行每个任务进程的过程中发生进程干扰的次数，记录每次进程干扰的时间，并对各次进程干扰的时间进行求和，得到该任务进程对应的总干扰时间；
将每个所述任务进程对应的总干扰时间与该任务进程的固有抖动时间相加，得到该任务进程的抖动时间；
将各任务进程的抖动时间中，最长的抖动时间作为所述操作系统执行电磁暂态仿真的多个任务进程的抖动时间。
可选的，所述操作系统包括双倍速率同步动态随机存储DDR内存；
该方法还包括：
保存每个任务进程的启动时刻至所述DDR内存。
可选的，所述操作系统包括双倍速率同步动态随机存储DDR内存；
该方法还包括：
保存每个任务进程的执行时刻至所述DDR内存。
可选的，所述记录每个任务进程的启动时刻，包括：
获取高精度时钟测量的每一次任务进程启动的时刻，并记录为该任务进程的启动时刻，所述高精度时钟测量的每一次任务进程启动的时刻，为所述操作系统启动每一次任务进程时触发时钟信号测得的。
可选的，所述记录每个任务进程的执行时刻，包括：
获取高精度时钟测量的每一次任务进程开始执行的时刻，并记录为该任务进程的执行时刻，所述高精度时钟测量的每一次任务进程开始执行的时刻，为所述操作系统开始执行每一次任务进程时触发时钟信号测得的。
一种电磁暂态仿真操作系统的抖动时间计算装置，应用于进行电磁暂态仿真的操作系统，所述装置包括：
启动时刻记录单元，用于在执行电磁暂态仿真的多个任务进程的过程中，记录每个任务进程的启动时刻；
执行时刻记录单元，用于在执行电磁暂态仿真的多个任务进程的过程中，记录每个任务进程的执行时刻；
固有抖动时间计算单元，用于将每个所述任务进程的执行时刻与其启动时刻做差值运算，得到每个所述任务进程的固有抖动时间；
干扰进程统计单元，用于统计执行每个任务进程的过程中发生进程干扰的次数，记录每次进程干扰的时间，并对各次进程干扰的时间进行求和，得到该任务进程对应的总干扰时间；
抖动时间计算单元，用于将每个所述任务进程对应的总干扰时间与该任务进程的固有抖动时间相加，得到该任务进程的抖动时间；
系统抖动时间确定单元，用于将各任务进程的抖动时间中，最长的抖动时间作为所述操作系统执行电磁暂态仿真的多个任务进程的抖动时间。
可选的，所述操作系统包括双倍速率同步动态随机存储DDR内存；
该装置还包括：
第一时刻信号保存单元，用于保存每个任务进程的启动时刻至所述DDR内存。
可选的，所述操作系统包括双倍速率同步动态随机存储DDR内存；
该装置还包括：
第二时刻信号保存单元，用于保存每个任务进程的执行时刻至所述DDR内存。
可选的，所述启动时刻记录单元，包括：
第一时刻获取单元，用于获取高精度时钟测量的每一次任务进程启动的时刻，并记录为该任务进程的启动时刻，所述高精度时钟测量的每一次任务进程启动的时刻，为所述操作系统启动每一次任务进程时触发时钟信号测得的。
可选的，所述执行时刻记录单元，包括：
第二时刻获取单元，用于获取高精度时钟测量的每一次任务进程开始执行的时刻，并记录为该任务进程的执行时刻，所述高精度时钟测量的每一次任务进程开始执行的时刻，为所述操作系统开始执行每一次任务进程时触发时钟信号测得的。
借由上述技术方案，本申请通过在执行电磁暂态仿真的多个任务进程的过程中，记录每个任务进程的启动时刻及执行时刻，将每个所述任务进程的执行时刻与其启动时刻做差值运算，得到每个所述任务进程的固有抖动时间，统计执行每个任务进程的过程中发生进程干扰的次数，记录每次进程干扰的时间，并对各次进程干扰的时间进行求和，得到该任务进程对应的总干扰时间，将每个所述任务进程对应的总干扰时间与该任务进程的固有抖动时间相加，得到该任务进程的抖动时间，将各任务进程的抖动时间中，最长的抖动时间作为所述操作系统执行电磁暂态仿真的多个任务进程的抖动时间。由此可见，计算操作系统确定了在启动任务进程至开始执行任务进程的固有抖动时间，以及每次任务进程的干扰总时间，从而确定各任务进程中最大抖动时间为系统抖动时间，能够帮助精准确定电力系统电磁暂态仿真的仿真步长，从而保障对电力系统进行高精度仿真。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种计算电磁暂态仿真操作系统抖动时间的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种计算电磁暂态仿真操作系统抖动时间的装置结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种计算电磁暂态仿真操作系统抖动时间的设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请方案可以基于具备数据处理能力的终端实现，该终端可以是用于电磁暂态仿真的操作系统、电脑、服务器等。
接下来，结合图1所述，本申请的电磁暂态仿真操作系统的抖动时间计算方法可以包括以下步骤：
步骤S110、在执行电磁暂态仿真的多个任务进程的过程中，记录每个任务进程的启动时刻及执行时刻。
具体的，当启动每个任务进程时，可以记录启动该任务进程的启动时刻，当开始执行每个任务进程时，可以记录开始执行该任务进程的执行时刻。
其中，启动任务进程可以是基于操作系统内部的时钟管理部件下发的指令而执行的，开始执行任务进程可以是基于操作系统内部的内核接收到指令而执行的。
步骤S120、将每个所述任务进程的执行时刻与其启动时刻做差值运算，得到每个所述任务进程的固有抖动时间。
具体的，设第i次启动任务进程的启动时刻未t1i，开始执行第i次任务进程的执行时刻为t2i，则第i次任务进程的固有抖动时间为：tsel-i＝t2i-t1i。
步骤S130、统计执行每个任务进程的过程中发生进程干扰的次数，记录每次进程干扰的时间，并对各次进程干扰的时间进行求和，得到该任务进程对应的总干扰时间。
可以理解的是，操作系统处理任务进程的过程中，会发生进程调度和系统中断等异步事件，而处理每次异步事件对于当前处理的任务进程而言，相当于产生了一次进程干扰。一般情况下，处理每个任务进程的过程中会发生多次异步事件，设执行每个任务进程的过程中发生进程干扰的次数为m，第j次进程干扰的时间为tij，那么第i次任务进程的总干扰时间为：
步骤S140、将每个所述任务进程对应的总干扰时间与该任务进程的固有抖动时间相加，得到该任务进程的抖动时间。
可以理解的是，对于完成每个任务进程，实际完成该任务进程的时间与理想情况下该任务进程本身所花费的时间的差值，为该任务进程的抖动时间，也即该任务进程对应的总干扰时间与该任务进程的固有抖动时间相加之和。
步骤S150、将各任务进程的抖动时间中，最长的抖动时间作为所述操作系统执行电磁暂态仿真的多个任务进程的抖动时间。
具体的，操作系统执行电磁暂态仿真的多个任务进程的抖动时间可以利用下式进行表示：
其中，n可以表示操作系统执行电磁暂态仿真的任务进程的总个数。
本实施例提供的电磁暂态仿真操作系统的抖动时间计算方法，通过在执行电磁暂态仿真的多个任务进程的过程中，记录每个任务进程的启动时刻及执行时刻，将每个所述任务进程的执行时刻与其启动时刻做差值运算，得到每个所述任务进程的固有抖动时间，统计执行每个任务进程的过程中发生进程干扰的次数，记录每次进程干扰的时间，并对各次进程干扰的时间进行求和，得到该任务进程对应的总干扰时间，将每个所述任务进程对应的总干扰时间与该任务进程的固有抖动时间相加，得到该任务进程的抖动时间，将各任务进程的抖动时间中，最长的抖动时间作为所述操作系统执行电磁暂态仿真的多个任务进程的抖动时间。由此可见，计算操作系统确定了在启动任务进程至开始执行任务进程的固有抖动时间，以及每次任务进程的干扰总时间，从而确定各任务进程中最大抖动时间为系统抖动时间，能够帮助精准确定电力系统电磁暂态仿真的仿真步长，从而保障对电力系统进行高精度仿真。
本申请的一些实施例中，考虑到对记录的时刻信息进行存储或暂存，需要存储或暂存时刻信息的设备，基于此，用于电磁暂态仿真的操作系统可以包括双倍速率同步动态随机存储DDR(Double Data Rate)内存，并提供了一种保存时刻信息的方法，该方法可以包括：
保存每个任务进程的启动时刻至所述DDR内存。
具体的，在记录每个任务进程的启动时刻的同时，可以将该任务进程的启动时刻保存至DDR内存，以供管理人员查看该任务进程的处理节点时间信息。
除此之外，还可以保存每个任务进程的执行时刻至所述DDR内存。
具体的，在记录每个任务进程的执行时刻的同时，可以将该任务进程的执行时刻保存至DDR内存，以供管理人员查看该任务进程的处理节点时间信息。
本实施例提供的电磁暂态仿真操作系统的抖动时间计算方法，通过将所记录的时刻信息保存至DDR内存中，使得管理人员能够查看该任务进程的处理节点时间信息，提高了管理操作系统处理任务进程的可追踪性。
在本申请的一些实施例中，对上述实施例提到的记录每个任务进程的启动时刻的过程进行介绍，该过程可以包括：
获取高精度时钟测量的每一次任务进程启动的时刻，并记录为该任务进程的启动时刻。
具体的，高精度时钟测量的每一次任务进程启动的时刻，可以为所述操作系统启动每一次任务进程时触发时钟信号测得的。
其中，高精度时钟可以是以固有的最小时间步长为测量单位。
本实施例提供的电磁暂态仿真操作系统的抖动时间计算方法，通过获取高精度时钟测得的任务进程启动的启动时刻，使得所统计的时刻信息更精准。
在本申请的一些实施例中，对上述实施例提到的记录每个任务进程的执行时刻的过程进行介绍，该过程可以包括：
获取高精度时钟测量的每一次任务进程开始执行的时刻，并记录为该任务进程的执行时刻。
具体的，高精度时钟测量的每一次任务进程开始执行的时刻，可以为所述操作系统开始执行每一次任务进程时触发时钟信号测得的。
其中，高精度时钟可以是以固有的最小时间步长为测量单位。
本实施例提供的电磁暂态仿真操作系统的抖动时间计算方法，通过获取高精度时钟测得的开始执行任务进程的执行时刻，使得所统计的时刻信息更精准。
下面对本申请实施例提供的实现计算电磁暂态仿真操作系统抖动时间的装置进行描述，下文描述的实现计算电磁暂态仿真操作系统抖动时间的装置与上文描述的实现计算电磁暂态仿真操作系统抖动时间的方法可相互对应参照。
参见图2，图2为本申请实施例公开的一种实现计算电磁暂态仿真操作系统抖动时间的装置结构示意图。
如图2所示，该装置可以包括：
启动时刻记录单元11，用于在执行电磁暂态仿真的多个任务进程的过程中，记录每个任务进程的启动时刻；
执行时刻记录单元12，用于在执行电磁暂态仿真的多个任务进程的过程中，记录每个任务进程的执行时刻；
固有抖动时间计算单元13，用于将每个所述任务进程的执行时刻与其启动时刻做差值运算，得到每个所述任务进程的固有抖动时间；
干扰进程统计单元14，用于统计执行每个任务进程的过程中发生进程干扰的次数，记录每次进程干扰的时间，并对各次进程干扰的时间进行求和，得到该任务进程对应的总干扰时间；
抖动时间计算单元15，用于将每个所述任务进程对应的总干扰时间与该任务进程的固有抖动时间相加，得到该任务进程的抖动时间；
系统抖动时间确定单元16，用于将各任务进程的抖动时间中，最长的抖动时间作为所述操作系统执行电磁暂态仿真的多个任务进程的抖动时间。
可选的，所述操作系统包括双倍速率同步动态随机存储DDR内存；
该装置还包括：
第一时刻信号保存单元，用于保存每个任务进程的启动时刻至所述DDR内存。
可选的，所述操作系统包括双倍速率同步动态随机存储DDR内存；
该装置还包括：
第二时刻信号保存单元，用于保存每个任务进程的执行时刻至所述DDR内存。
可选的，所述启动时刻记录单元11，包括：
第一时刻获取单元，用于获取高精度时钟测量的每一次任务进程启动的时刻，并记录为该任务进程的启动时刻，所述高精度时钟测量的每一次任务进程启动的时刻，为所述操作系统启动每一次任务进程时触发时钟信号测得的。
可选的，所述执行时刻记录单元12，包括：
第二时刻获取单元，用于获取高精度时钟测量的每一次任务进程开始执行的时刻，并记录为该任务进程的执行时刻，所述高精度时钟测量的每一次任务进程开始执行的时刻，为所述操作系统开始执行每一次任务进程时触发时钟信号测得的。
本申请实施例提供的计算电磁暂态仿真操作系统抖动时间的装置可应用于计算电磁暂态仿真操作系统抖动时间的设备，如终端：手机、电脑等。可选的，图3示出了计算电磁暂态仿真操作系统抖动时间的设备的硬件结构框图，参照图3，计算电磁暂态仿真操作系统抖动时间的设备的硬件结构可以包括：至少一个处理器1，至少一个通信接口2，至少一个存储器3和至少一个通信总线4；
在本申请实施例中，处理器1、通信接口2、存储器3、通信总线4的数量为至少一个，且处理器1、通信接口2、存储器3通过通信总线4完成相互间的通信；
处理器1可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等；
存储器3可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)等，例如至少一个磁盘存储器；
其中，存储器存储有程序，处理器可调用存储器存储的程序，所述程序用于：
在执行电磁暂态仿真的多个任务进程的过程中，记录每个任务进程的启动时刻及执行时刻；
将每个所述任务进程的执行时刻与其启动时刻做差值运算，得到每个所述任务进程的固有抖动时间；
统计执行每个任务进程的过程中发生进程干扰的次数，记录每次进程干扰的时间，并对各次进程干扰的时间进行求和，得到该任务进程对应的总干扰时间；
将每个所述任务进程对应的总干扰时间与该任务进程的固有抖动时间相加，得到该任务进程的抖动时间；
将各任务进程的抖动时间中，最长的抖动时间作为所述操作系统执行电磁暂态仿真的多个任务进程的抖动时间。
可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。
本申请实施例还提供一种存储介质，该存储介质可存储有适于处理器执行的程序，所述程序用于：
在执行电磁暂态仿真的多个任务进程的过程中，记录每个任务进程的启动时刻及执行时刻；
将每个所述任务进程的执行时刻与其启动时刻做差值运算，得到每个所述任务进程的固有抖动时间；
统计执行每个任务进程的过程中发生进程干扰的次数，记录每次进程干扰的时间，并对各次进程干扰的时间进行求和，得到该任务进程对应的总干扰时间；
将每个所述任务进程对应的总干扰时间与该任务进程的固有抖动时间相加，得到该任务进程的抖动时间；
将各任务进程的抖动时间中，最长的抖动时间作为所述操作系统执行电磁暂态仿真的多个任务进程的抖动时间。
可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种电磁暂态仿真操作系统的抖动时间计算方法，其特征在于，应用于进行电磁暂态仿真的操作系统，所述方法包括：
在执行电磁暂态仿真的多个任务进程的过程中，记录每个任务进程的启动时刻及执行时刻；
将每个所述任务进程的执行时刻与其启动时刻做差值运算，得到每个所述任务进程的固有抖动时间；
统计执行每个任务进程的过程中发生进程干扰的次数，记录每次进程干扰的时间，并对各次进程干扰的时间进行求和，得到该任务进程对应的总干扰时间；
将每个所述任务进程对应的总干扰时间与该任务进程的固有抖动时间相加，得到该任务进程的抖动时间；
将各任务进程的抖动时间中，最长的抖动时间作为所述操作系统执行电磁暂态仿真的多个任务进程的抖动时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作系统包括双倍速率同步动态随机存储DDR内存；
该方法还包括：
保存每个任务进程的启动时刻至所述DDR内存。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作系统包括双倍速率同步动态随机存储DDR内存；
该方法还包括：
保存每个任务进程的执行时刻至所述DDR内存。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述记录每个任务进程的启动时刻，包括：
获取高精度时钟测量的每一次任务进程启动的时刻，并记录为该任务进程的启动时刻，所述高精度时钟测量的每一次任务进程启动的时刻，为所述操作系统启动每一次任务进程时触发时钟信号测得的。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述记录每个任务进程的执行时刻，包括：
获取高精度时钟测量的每一次任务进程开始执行的时刻，并记录为该任务进程的执行时刻，所述高精度时钟测量的每一次任务进程开始执行的时刻，为所述操作系统开始执行每一次任务进程时触发时钟信号测得的。
6.一种电磁暂态仿真操作系统的抖动时间计算装置，其特征在于，应用于进行电磁暂态仿真的操作系统，所述装置包括：
启动时刻记录单元，用于在执行电磁暂态仿真的多个任务进程的过程中，记录每个任务进程的启动时刻；
执行时刻记录单元，用于在执行电磁暂态仿真的多个任务进程的过程中，记录每个任务进程的执行时刻；
固有抖动时间计算单元，用于将每个所述任务进程的执行时刻与其启动时刻做差值运算，得到每个所述任务进程的固有抖动时间；
干扰进程统计单元，用于统计执行每个任务进程的过程中发生进程干扰的次数，记录每次进程干扰的时间，并对各次进程干扰的时间进行求和，得到该任务进程对应的总干扰时间；
抖动时间计算单元，用于将每个所述任务进程对应的总干扰时间与该任务进程的固有抖动时间相加，得到该任务进程的抖动时间；
系统抖动时间确定单元，用于将各任务进程的抖动时间中，最长的抖动时间作为所述操作系统执行电磁暂态仿真的多个任务进程的抖动时间。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述操作系统包括双倍速率同步动态随机存储DDR内存；
该装置还包括：
第一时刻信号保存单元，用于保存每个任务进程的启动时刻至所述DDR内存。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述操作系统包括双倍速率同步动态随机存储DDR内存；
该装置还包括：
第二时刻信号保存单元，用于保存每个任务进程的执行时刻至所述DDR内存。
9.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，所述启动时刻记录单元，包括：
第一时刻获取单元，用于获取高精度时钟测量的每一次任务进程启动的时刻，并记录为该任务进程的启动时刻，所述高精度时钟测量的每一次任务进程启动的时刻，为所述操作系统启动每一次任务进程时触发时钟信号测得的。
10.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，所述执行时刻记录单元，包括：
第二时刻获取单元，用于获取高精度时钟测量的每一次任务进程开始执行的时刻，并记录为该任务进程的执行时刻，所述高精度时钟测量的每一次任务进程开始执行的时刻，为所述操作系统开始执行每一次任务进程时触发时钟信号测得的。
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- 2022-06-30 CN CN202210763043.XA patent/CN115061896A/zh active Pending
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