[发明专利]基于Modelica模型的运行时故障注入系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于Modelica模型的运行时故障注入系统及方法，该系统由基于Modelica的系统模型库、模型管理模块、故障模式库、故障模式管理模块、故障参数编辑模块、仿真求解模块以及故障注入模块组成。本发明的方法通过Modelica中的可扩展语义annotation，将正常工况的系统模型参数标记为故障参数，然后将故障参数保存在故障模式中，从而建立故障模式与模型间的映射关系，最后在仿真运行时注入故障模式并恢复仿真。本发明很好的解决了模型的一致性、可重用性和可维护性，大大的降低了故障仿真的复杂性；而且本发明的这种方式针对仿真耗时长的大型系统、模拟运行中系统都有显著优势。

主权项

一种基于Modelica模型的运行时故障注入系统，其特征在于：由基于Modelica的系统模型库、模型管理模块、故障模式库、故障模式管理模块、故障参数编辑模块、仿真求解模块以及故障注入模块组成；所述系统模型库用于存储由Modelica语言建立的系统模型，所述系统模型依据对象的物理拓扑结构可拆分为分系统、组件和元器件的层次化结构，每个所述组件或所述元器件中均包含有能够描述该组件或元器件行为的参数、变量和数学方程；所述模型管理模块用于管理所述系统模型，其功能包括加载所述系统模型文件到内存中以及编译和扫描内存中的所述系统模型；所述故障模式管理模块包含在所述故障模式库中，用于新建或编辑故障模式，所述故障模式库则用于存储故障模式；每条所述故障模式的记录中均包含有标准的故障模式信息和与描述故障模式与模型映射关系的信息；所述标准的故障模式信息包括故障模式名、故障原因、故障后果、故障影响性分析、故障严酷度和故障发生概率；所述与描述故障模式与模型映射关系的信息主要包括故障参数名和故障模式触发条件；所述故障参数编辑模块用于编辑故障参数的取值和注入条件；所述求解仿真模块用于对搭建的系统模型进行编译仿真，仿真结束后，系统中不同故障参数会产生各种的仿真结果，这些仿真结果成为查找故障原因的重要依据；所述故障注入模块负责将故障模式中的故障参数值写入到所述系统模型中，具体方法为提取故障模式的故障参数，并且找到所述系统模型中对应的故障参数，在运行过程中将故障参数的值写入到正在仿真的求解器中，完成故障注入。