CN117313429B - SVG和Modelica结合的模型仿真结果显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了SVG和Modelica结合的模型仿真结果显示方法，通过WEB技术和SVG技术，实现Modelica物理模型的显示模型建模和仿真数据展示配置，通过SVG模型ID和Modelica模型ID进行映射关联，通过设备SVG的ID和Modelica模型中的组件ID进行映射关联；通过API调用Modelica引擎请求仿真计算，并获取仿真结果数据；根据仿真数据和展示配置展示仿真数据。本发明建立两种建模方式之间的关联，从而能够通过SVG绘制比较真实的场景和设备，实现工业场景模拟仿真、监控场景下的模拟真实场景下的设备数据的多种方式的显示，比Modelica引擎的图形更真实、更直观。
Description
技术领域
本发明属于模型仿真和图形显示技术领域，涉及Modelica引擎仿真结果的可视化显示技术，具体涉及SVG和Modelica结合的模型仿真结果显示方法。
背景技术
Modelica 语言是一种用于网络物理系统建模的语言。它提供了便于模型重用的面向对象的构造，并且可以方便地对包含如机械、电气、电子、磁、液压、热、控制、电力或面向过程的子组件的复杂系统进行建模。
作为全系统建模、分析、仿真优化及软件自动生成技术，Modelica应用日益广泛，越来越多的行业开始使用Modelica语言进行模型开发。
基于Modelica，有多个开源或商用的实现引擎用于系统的建模和仿真。Modelica引擎对模型仿真的输出结果，可以用多种图形或其他方式展示仿真结果。
目前，Modelica建模中的组件图形是基于Modelica库的图形标注定义的。现有技术中，Modelica的建模图形，主要是用于物理连接和运算的，不太适合作为模拟真实环境的场景监控和展示，因为真实监控场景下一般只需要查看主要的设备情况，很少需要查看一些设备间的连线情况。
对于仿真结果图形的展示，简单的线条图和简单的动画已经不能满足大屏场景下的监控显示，需要和设备图形结合得更丰富的展现形式。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了SVG和Modelica结合的模型仿真结果显示方法。本发明通过WEB技术和SVG技术，实现Modelica物理模型的显示模型建模和仿真数据展示配置，通过SVG模型ID和Modelica模型ID进行映射关联，通过设备SVG的ID和Modelica模型中的组件ID进行映射关联。通过API调用Modelica引擎请求仿真计算，并获取仿真结果数据，根据仿真数据和展示配置，在适当的位置、通过适当的展示技术展示仿真数据。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
SVG和Modelica结合的模型仿真结果显示方法，包括如下步骤：
步骤1，通过WEB在线绘制工具，采用SVG技术参照真实场景绘制Modelica模型所在的环境和相关设备；
步骤2，通过Modelica进行场景模型建模，建立Modelica模型和SVG模型之间的映射关系；
步骤3，通过API调用Modelica引擎，进行仿真运算，获取仿真运算的结果；
步骤4，根据SVG模型中对应设备的ID，将Modelica引擎仿真运算的结果数据中对应的设备相关仿真数据展示在对应SVG图的显示位置；
步骤5，通过SVG动画技术，在SVG图上设备旁以图表或动画形式显示设备相关数据和/或数据的变化。
进一步的，所述步骤2中，模型ID采用SVG模型ID，组件ID采用SVG模型中对应设备的ID。
进一步的，所述步骤3中，仿真运算的结果直接返回给调用方进行展示，或保存至数据库中。
进一步的，所述步骤5中，显示设备相关数据和/或数据的变化通过控制动作触发。
进一步的，还包括以下步骤：
步骤6，在SVG图中显示多次仿真的历史数据。
进一步的，所述历史数据通过步骤3保存的数据库获得。
进一步的，SVG图中提供仿真数据配置项，图中能够进行仿真数据展示配置。
本发明的有益效果为：
本发明通过SVG模型ID和Modelica模型和组件ID映射的方式，建立两种建模方式之间的关联，从而能够通过SVG绘制比较真实的场景和设备，实现工业场景模拟仿真、监控场景下的模拟真实场景下的设备数据的多种方式的显示，比Modelica引擎的图形更真实、更直观。
能够通过调用Modelica引擎的API请求仿真执行和仿真结果数据。
本发明方案能够通过SVG场景、SVG设备数据展现方式和Modelica引擎仿真结果数据结合的方式，显示仿真实例的场景和设备数据；能够通过在SVG设备的显示区域以直接数据展示的方式显示场景设备数据；能够通过折线图、柱状图、饼状图等多种图表方式显示场景设备数据；能够通过SVG动画等动画技术显示场景设备数据。
本发明适用范围广泛，如OpenModelica、JModelica、SCICOS 、MWorks、SimulationX、Dymola、AMESim、MapleSim、MathModelica等开源和商用的Modelica实现工具，均可以应用本发明方案。
附图说明
图1为本发明提供的SVG和Modelica结合的模型仿真结果显示方法流程示意图。
图2为使用SVG绘制的真实房屋环境示意图。
图3为显示仿真计算后的空调温度的SVG图。
图4为显示温度随时间变化情况的SVG图。
图5为温度随时间变化的动画效果模拟显示图。
图6为显示仿真历史数据的SVG图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明提供的SVG和Modelica结合的模型仿真结果显示方法，整体流程示意图如图1所示，具体步骤如下：
步骤1，通过WEB在线绘制工具，采用SVG技术参照真实场景绘制Modelica模型所在的环境和相关设备。当我们需要仿真房屋内空调的制冷效果，使用SVG绘制的真实房屋环境如图2所示。图中展示为一栋多层结构房屋中各房间内陈设图，房间内具有若干台设备。
在SVG图中提供仿真数据配置项，在图中可以进行仿真数据展示配置（例如：数值限制、折线图、动画、历史仿真数据折线图等），可根据需要进行勾选。根据选择的配置数据，在SVG图中展示相应的仿真数据。
步骤2，通过Modelica进行场景模型建模，模型ID采用SVG模型ID，组件ID采用SVG模型中对应设备的SVG ID。本例中，Modelica模型ID采用SVG模型ID，即SMART_HOUSE_001，以卧室中空调设备为例，Modelica温度计组件ID采用SVG中的空调设备ID，即AC_BEDROOM_001。通过这种方式建立Modelica模型和SVG模型之间的映射关系。
步骤3，通过API调用Modelica引擎，进行仿真运算，获取仿真运算的结果。仿真运算的结果可直接返回给调用方进行展示，也可保存到数据库，便于后续进行历史仿真数据的展示和统计分析。
步骤4，将Modelica引擎仿真运算的结果数据中根据设备ID对应的设备相关的仿真数据展示在对应的SVG图的显示位置。如在客厅温度为35摄氏度，开启客厅空调设定温度为18摄氏度，空调开启10分钟后，空调的温度经仿真计算后为20摄氏度，在客厅的空调温度显示窗口，显示20摄氏度，如图3所示。
在SVG图中提供仿真数据配置项，在图中可以进行仿真数据展示配置，可根据需要勾选展示不同的仿真数据。
步骤5，通过SVG动画技术，采用适当的技术（如：当鼠标移动到空调上方时），在空调旁边以图表或动画的形式，显示10分钟内，温度由35摄氏度下降到20摄氏度的温度随时间的变化情况，如图4所示。也可以用SVG动画的形式显示温度随时间变化的情况。因静态文档不支持动画效果，图5以连续几张不同温度值的图的方式，模拟显示温度随时间变化的动画效果。
步骤6，可以显示多次仿真的历史数据，如图6所示。
需要说明的是，以上内容仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (6)
1.SVG和Modelica结合的模型仿真结果显示方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，通过WEB在线绘制工具，采用SVG技术参照真实场景绘制Modelica模型所在的环境和相关设备；
步骤2，通过Modelica进行场景模型建模，模型ID采用SVG模型ID，组件ID采用SVG模型中对应设备的ID，建立Modelica模型和SVG模型之间的映射关系；
步骤3，通过API调用Modelica引擎，进行仿真运算，获取仿真运算的结果；
步骤4，根据SVG模型中对应设备的ID，将Modelica引擎仿真运算的结果数据中对应的设备相关仿真数据展示在对应SVG图的显示位置；
步骤5，通过SVG动画技术，在SVG图上设备旁以图表或动画形式显示设备相关仿真数据和/或设备相关仿真数据的变化。
2.根据权利要求1所述的SVG和Modelica结合的模型仿真结果显示方法，其特征在于，所述步骤3中，仿真运算的结果直接返回给调用方进行展示，或保存至数据库中。
3.根据权利要求1所述的SVG和Modelica结合的模型仿真结果显示方法，其特征在于，所述步骤5中，显示设备相关仿真数据和/或设备相关仿真数据的变化通过控制动作触发。
4.根据权利要求2所述的SVG和Modelica结合的模型仿真结果显示方法，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤6，在SVG图中显示多次仿真的历史数据。
5.根据权利要求4所述的SVG和Modelica结合的模型仿真结果显示方法，其特征在于，所述历史数据通过步骤3保存的数据库获得。
6.根据权利要求1所述的SVG和Modelica结合的模型仿真结果显示方法，其特征在于，SVG图中提供仿真数据配置项，图中能够进行仿真数据展示配置。
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