科學(xué)計算語言Julia及MWORKS實踐 課件 3-MWORKS簡介

一、Julia語言及MWORKS簡介1.1科學(xué)計算與系統(tǒng)建模仿真應(yīng)用場景1.2MWORKS平臺簡介1.3MWORKS.Syslab功能簡介1.4MWORKS.Sysplorer功能簡介1.5Julia語言簡介1.2、MWORKS平臺簡介MWORKS設(shè)計與驗證平臺MWORKS是蘇州同元軟控信息技術(shù)有限公司基于國際知識統(tǒng)一表達與互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)打造的系統(tǒng)智能設(shè)計與仿真驗證平臺，是面向數(shù)字工程的新一代科學(xué)計算與系統(tǒng)建模仿真系統(tǒng)，MWORKS提供了機械、電子、液壓、控制、熱、信息等多領(lǐng)域統(tǒng)一建模仿真環(huán)境，實現(xiàn)了復(fù)雜裝備數(shù)字化模型標(biāo)準(zhǔn)表達，支持物理系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的融合。MWORKS產(chǎn)品定位：系統(tǒng)設(shè)計仿真驗證+科學(xué)計算與系統(tǒng)建模仿真2.采用基于模型的方法全面支撐系統(tǒng)研制，通過不同層次、不同類型的仿真實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計的驗證。圍繞系統(tǒng)研制的方案論證、系統(tǒng)設(shè)計與驗證、測試與運維等階段，MWORKS分別提供小回路、大回路和數(shù)字孿生虛實閉環(huán)等三個設(shè)計驗證環(huán)路。1.2、MWORKS平臺簡介MWORKS設(shè)計與驗證平臺小回路設(shè)計驗證閉環(huán)70%的設(shè)計錯誤在系統(tǒng)設(shè)計階段被引入。在論證階段引入小回路設(shè)計驗證閉環(huán)，可以實現(xiàn)系統(tǒng)方案的早期驗證，提前暴露系統(tǒng)設(shè)計缺陷與錯誤?；谀Ｐ偷南到y(tǒng)設(shè)計以用戶需求為輸入，能夠快速構(gòu)建系統(tǒng)初步方案，然后進行計算和多方案比較得到論證結(jié)果，在設(shè)計早期就實現(xiàn)多領(lǐng)域系統(tǒng)綜合仿真驗證，確保系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計和系統(tǒng)指標(biāo)分解的合理性。大回路設(shè)計驗證閉環(huán)在傳統(tǒng)研制流程中，80%的問題在實物集成測試階段被發(fā)現(xiàn)。引入大回路設(shè)計驗證閉環(huán)，通過多學(xué)科統(tǒng)一建模仿真以及聯(lián)合仿真，可以實現(xiàn)設(shè)計方案的數(shù)字化驗證，利用虛擬試驗對實物試驗進行補充和拓展。在系統(tǒng)初步方案基礎(chǔ)上開展細(xì)化設(shè)計，以系統(tǒng)架構(gòu)為設(shè)計約束，各專業(yè)開展專業(yè)設(shè)計、仿真，最后回歸到總體，開展多學(xué)科聯(lián)合仿真，驗證詳細(xì)設(shè)計方案的有效性與合理性，開展多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化，實現(xiàn)正確可靠的設(shè)計方案。數(shù)字孿生虛擬閉環(huán)在測試和運維階段，構(gòu)建基于Modelica+的數(shù)字孿生模型，實現(xiàn)對系統(tǒng)的模擬、監(jiān)控、評估、預(yù)測、優(yōu)化、控制，對傳統(tǒng)的基于實物試驗的測試驗證與基于測量數(shù)據(jù)的運行維護進行補充和拓展。利用系統(tǒng)仿真工具建立產(chǎn)品數(shù)字功能樣機，通過半物理工具實現(xiàn)與物理產(chǎn)品的同步映射與交互，形成數(shù)字孿生閉環(huán)，為產(chǎn)品測試、運維階段提供虛實融合的研制分析支持。MWORKS產(chǎn)品定位：系統(tǒng)設(shè)計仿真驗證+科學(xué)計算與系統(tǒng)建模仿真1.2、MWORKS平臺簡介MWORKS產(chǎn)品體系信息物理系統(tǒng)建模仿真通用平臺（Syslab+Sysplorer）各裝備行業(yè)數(shù)字化工程支撐平臺（Sysbuilder+Sysplorer+Syslink）開放、標(biāo)準(zhǔn)、先進的計算仿真云平臺（MoHub）1套開放架構(gòu)N個領(lǐng)域工具4大系統(tǒng)軟件1個云環(huán)境1.2、MWORKS平臺簡介四大系統(tǒng)級產(chǎn)品系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計環(huán)境MWORKS.SysbuilderSysbuilder是面向復(fù)雜工程系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計軟件，以用戶需求作為輸入，按照自頂向下的系統(tǒng)研制流程，以圖形化、結(jié)構(gòu)化、面向?qū)ο蠓绞礁采w系統(tǒng)的需求建模、功能分析、架構(gòu)設(shè)計、驗證評估過程，通過與Sysplorer的緊密集成，支持用戶在系統(tǒng)設(shè)計的早期開展方案論證并實現(xiàn)基于模型的多領(lǐng)域系統(tǒng)綜合分析和驗證?？茖W(xué)計算環(huán)境MWORKS.SyslabSyslab是蘇州同元軟控信息技術(shù)有限公司面向科學(xué)計算全新推出的新一代科學(xué)計算環(huán)境，基于科學(xué)計算高性能動態(tài)高級程序設(shè)計語言Julia語言提供交互式編程環(huán)境，提供科學(xué)計算編程、編譯、調(diào)試和繪圖功能，內(nèi)置支持矩陣等數(shù)學(xué)運算、符號計算、信號處理、通信工具箱，支持用戶開展科學(xué)計算、數(shù)據(jù)分析、算法設(shè)計，并進一步支持信息物理融合系統(tǒng)的設(shè)計、建模與仿真分析。系統(tǒng)建模仿真環(huán)境MWORKS.Sysplorer在測試和運維階段，構(gòu)建基于Modelica+的數(shù)字孿生模型，實現(xiàn)對系統(tǒng)的模擬、監(jiān)控、評估、預(yù)測、優(yōu)化、控制，對傳統(tǒng)的基于實物試驗的測試驗證與基于測量數(shù)據(jù)的運行維護進行補充和拓展。利用系統(tǒng)仿真工具建立產(chǎn)品數(shù)字功能樣機，通過半物理工具實現(xiàn)與物理產(chǎn)品的同步映射與交互，形成數(shù)字孿生閉環(huán)，為產(chǎn)品測試、運維階段提供虛實融合的研制分析支持。協(xié)同建模與模型數(shù)據(jù)管理環(huán)境MWORKS.SyslinkSyslink是面向協(xié)同設(shè)計與模型管理的基礎(chǔ)平臺，是MBSE環(huán)境中的模型、數(shù)據(jù)及相關(guān)工件協(xié)同管理解決方案，將傳統(tǒng)面向文件的協(xié)同轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蚰Ｐ偷膮f(xié)同，為工程師屏蔽了通用版本管理工具復(fù)雜的配置和操作，提供了協(xié)同建模、模型管理、在線仿真和數(shù)據(jù)安全管理功能，為系統(tǒng)研制提供基于模型的協(xié)同環(huán)境。1.2、MWORKS平臺簡介系列工具箱科學(xué)計算：DifferentialEquationsLightGraphs......圖形與圖像處理：PlotsImages......人工智能：FluxKnet......優(yōu)化算法：OptimDistributions......計算機科學(xué)：CUDAParallelAccelerator......生物學(xué)：BioPhyloNetworks......同元官方工具箱TyBase(基礎(chǔ)工具箱)TyMath(數(shù)學(xué)工具箱)TyPlot(圖形工具箱)TyImages(圖像工具箱)TyGeoGraphics(地圖圖工具箱)TySymbolicMath(符號數(shù)學(xué)工具箱)TyCurveFitting(曲線擬合工具箱)TySingalProcessing(信號處理工具箱)TyCommunication(通信工具箱)TyDSP(DSP系統(tǒng)工具箱)TyControlSystem(控制系統(tǒng)工具箱)TyOptimization(優(yōu)化工具箱)TyStatistics(統(tǒng)計工具箱)開源生態(tài)工具箱Julia擁有豐富的開源生態(tài)資源，更多行業(yè)工具箱詳見：/1.2、MWORKS平臺簡介系列模型庫通用基礎(chǔ)庫專業(yè)組件庫行業(yè)系統(tǒng)庫行業(yè)應(yīng)用庫發(fā)動機庫電池庫車輛電子庫動力性經(jīng)濟性庫熱管理庫車輛動力學(xué)庫GNC庫航天電氣庫液體動力庫固體動力庫航天環(huán)控庫雷達設(shè)備庫飛控系統(tǒng)庫飛機液壓庫起落架庫航空發(fā)動機庫飛行動力學(xué)庫燃油系統(tǒng)庫汽車動力庫剎車系統(tǒng)庫車輛控制庫變速箱庫車輛動力學(xué)庫反應(yīng)堆庫蒸汽給水庫燃燒系統(tǒng)庫發(fā)電機庫項目復(fù)用級模型庫……基礎(chǔ)組件庫傳動組件庫多體系統(tǒng)庫氣動組件庫氣動元件庫液壓組件庫液壓元件庫熱液壓組件庫燃料電池庫電機庫液壓介質(zhì)庫氣動介質(zhì)庫接口庫1.2、MWORKS平臺簡介MW