SaberRD导入FMU的步骤概述

简介功能模拟单元(Functional Mock-up Unit, FMU)是一种模拟模型，它描述了由微分方程、代数方程和离散时间方程构成的动态系统。功能模拟接口(Functional Mock-up Interface, FMI)是为在不同仿真环境下对这些方程进行评估而定义的标准接口。

Saber支持导入FMU 2.0，通过将扩展为. FMU的FMU模型转换为等效的MAST模型，FMU 2.0是模型交换接口之一。生成的MAST模型继承了MAST的所有特征，适用于所有分析，如DC(工作点分析)、AC(小信号分析)、TR(瞬态分析)以及高级环路分析，如MC(统计蒙特卡罗分析)和Vary(确定性参数扫描分析)。

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FMI概述

• FMl是一个独立于工具的标准，使用xml文件和c代码(在DLL/共享库中编译或在源代码中编译)的组合来支持模型交换和动态模型的联合模拟。它的目标是改善供应商和原始设备制造商之间的仿真模型交换。FMUs的应用非常有限，它在交换信号流数据方面非常有用。FMUs不能用于跨越守恒能量边界。因此，如果在FMU和导入模拟器之间存在加载效应的情况下使用FMU，则它将不起作用。
• FMI模型交换标准定义了在工具之间交换动态模型的接口。Saber支持FMU导入功能。
• FMU以zip文件的形式发布。zip文件包含:
  lFMI描述文件(XML格式)。

下列一项或两项:

• FMU的C源和所需的运行时库。
• 一个或多个目标计算机的二进制文件，例如Windows动态链接库(.dll)或Linux共享对象库(.so)。
• FMU特定文件格式的附加FMU数据，例如表或图。
  注意:如果FMU提供者希望隐藏源代码以保护敏感数据，则特别需要提供二进制文件而不是C源代码。FMU还可以包含物理参数或几何尺寸，这些参数不应该是开放的，而应该以二进制格式共享。以二进制格式提供库还可以在另一个模拟环境中实现FMU的全自动导入。另一方面，有些功能需要源代码。
• FMU的示意图如下图所示：

*Figure 1 *Data flow between the environment and an FMU

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Saber导入FMU的方法

通过拖放方法将FMU导入库

导入FMU最简单的方法是拖放方法。要将一个FMU导入到库中，请遵循以下步骤:

1.打开文件浏览器，选择要导入的FMU (*. FMU)，并将其拖放到现有库中。见下图。

*Figure 2 *Import of an FMU by Drag-and-Drop method

2.将FMU放入库后，将FMU文件复制到库中。

在库中自动创建一个新的等效MAST模型。生成的模型的名称与FMU的modelDescription.xml中定义的< modelelldentifier >相同，并且是小写字母。同时还创建了原理图符号。在此过程中，符号辅助向导将打开，如下图所示。从符号助手向导中，可以重新排列引脚的位置，旋转符号方向，并查看转换模型的日志信息。

Figure 3**Symbol Assistant Wizard

3.右键单击添加了新FMU模型的库。从弹出式菜单选择编译库…或Update Library…。编译库后，新的FMU模型就可以进行仿真了。新的MAST模型的文档在更新库之后也可以得到。

手动将FMU导入库

手动将FMU导入库要手动将FMU添加到库中，执行以下步骤:

1.右键单击要添加FMU的库，在弹出菜单中选择add Items…。打开文件浏览器。

2.在“文件名”列表中选择文件类型FMU Models (*. FMU)。

3.选择FMU，单击Open。所选的FMU被添加到库中。另外，在库中生成一个新的MAST模型和一个符号。

4.编译新模型。右键单击添加了新FMU模型的库。从弹出式菜单选择编译库…或Update Library…。库被编译，新的FMU模型已经准备好进行仿真。此外，在更新库之后，可以获得新的MAST模型的文档。将FMU手动添加到库的方法如下图所示。

将FMU手动添加到库的方法如下图所示。

*Figure 4 *Manual Addition of an FMU to a Library

**使用AIM命令将FMU转换为MAST模型
**

本实例将考虑FCC和CISPR标准，以检查设计是否符合标准。图2所示为本标准对a类设备规定的传导辐射限值作为频率的函数。

也可以通过AIM命令导入FMU: FMU2MAST。AIM命令格式如下:

FMU：FMU2MAST foo.fmu -output dirname -statepin discretelnu -debug onloff

上述语法中各选项的说明如下:

• -output:指定保存新生成的MAST模型的目录名。如果未指定输出目录名，则新生成的MAST模型保存在当前目录中。
• -statepin:指定FMU导入过程中用于状态引脚的单元类型。默认选项是离散的。使用此选项，状态引脚将使用FMU中定义的相同单元创建。如果该选项指定为nu，则创建状态引脚时不带任何单位，并且忽略FMU中定义的端口类型的单位。
• -debug:将调试信息记录在日志文件中。如果设置为on，则详细的调试信息将记录在日志文件中。默认为关闭。

使用AIM命令FMU:FMU2MAST，只生成等效的MAST模型，不需要为其生成符号和文档。要使该模型可用于模拟器，您需要将该模型添加到库并编译库，以便创建符号和文档。有关如何将MAST模型添加到库的更多信息，请参阅库管理器用户指南。

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支持的模拟分析

支持的分析

• 工作点分析
• DT(工作点扫描分析)
• 交流小信号分析
• PAC(周期交流分析)
• 瞬态分析
• Alter(参数变更)
• 并行模式
• 蒙特卡罗统计分析
• 参数扫描分析
• 多变量分析
• PZ(零点极分析)
• 灵敏度分析

不支持的分析

• 应力分析:由于FMU中没有可用的应力信息，因此在应力分析中不支持生成的MAST模型。然而，如果需要为导入的FMU模型支持应力分析，您可以将应力测量添加到生成的MAST模型的control_section中。
• 故障分析:故障分析不支持导入的FMU模型。

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模型局限性

由FMU生成的MAST模型有以下几个限制:

• Saber不支持FMI 1.0。Saber只支持FMI 2.0。
• FMI有两个接口:模型交换和联合仿真。
• Model-Exchange接口标准中有导入和导出两种模式。
• FMU可以在一个FMU中为多个平台提供二进制库。目前，FMU导入仅支持Windows和Linux上32位格式的FMU。这两个平台都不支持64位fmu。
• 在FMI中，用字符串类型定义端口是合法的。但是，Saber不支持字符串类型的端口。因此，具有字符串端口的FMU不能转换为MAST模型。FMU中具有枚举单元的离散端口被转换为具有单元的等效状态引脚。但是，FMU中没有为用于离散端口的枚举单元定义冲突解决函数。因此，等效的MAST状态引脚没有冲突解决功能。如果需要将这种引脚连接到具有分辨率功能的MAST引脚上，则可以开发转换模型，将没有分辨率功能的逻辑转换为具有分辨率功能的逻辑。FMI目前不支持电、液压等节能接口。
• 在FMU导入过程中，不可能使用能量保守引脚创建MAST模型。但是，如果系统没有能量保守变量作为端口，并且系统在模型内部满足KCL和KVL定律，则可以将能量保守FMU系统转换为单个MAST模型。
• FMI和MAST都有一个物理单元定义。但是，FMI物理单位并不转换为等效单位。所有连续变量都转换为MAST，没有nu(无单位)单位。然后将枚举单元转换为等效的MAST枚举类型和状态单元。