MWORKS.Sysplorer软件基础功能

MWORKS.Sysplorer 2026a 基础功能概览

MWORKS.Sysplorer 是 MWORKS 平台的核心仿真环境，支持多领域物理系统建模与仿真。2026a 版本在界面交互、模型编译与求解器性能上进行了优化，显著提升了复杂系统的仿真效率与稳定性。

工作区与模型管理

启动 Sysplorer 后，主界面分为模型浏览器、绘图区与属性面板三大区域。模型浏览器以树状结构展示当前工程下的所有模型、库文件与仿真结果。用户可通过右键菜单创建新模型（文件 > 新建 > 模型），或直接拖拽已有组件至绘图区进行组合。

关键概念：Sysplorer 采用基于 Modelica 语言的方程型建模方式，模型由变量、方程与连接器构成，支持因果与非因果连接。

仿真流程与参数配置

执行仿真需完成以下步骤：

1. 选择求解器：在属性面板的“仿真设置”中，从下拉列表选择求解器，如 DASSL（适用于刚性系统）或 Euler（适用于离散系统）。2026a 新增了自适应步长求解器 CVODE，可自动切换刚性与非刚性算法。
2. 设定仿真时间：在“时间区间”栏输入起始与终止时间，例如 0 到 10 秒，并指定输出步长（如 0.01）。
3. 编译与运行：点击工具栏的“检查模型”按钮（绿色对勾图标）验证语法与连接正确性；无误后点击“仿真”按钮（绿色三角图标）启动计算。

结果可视化与分析

仿真完成后，结果自动加载至“绘图窗口”。用户可：

• 在变量列表中选择需要绘制的变量（如电压、位移），拖拽至绘图区生成曲线。
• 右键点击曲线，选择“属性”调整线型、颜色与坐标轴范围。
• 使用“数据光标”工具（十字准星图标）在曲线上读取任意时刻的数值。

实际应用示例

以直流电机模型为例，设置输入电压为 24V，负载转矩为 0.1 N·m。使用 DASSL 求解器仿真 5 秒后，可观察到电枢电流与转速的响应曲线。通过调整负载参数，可快速分析系统动态特性。

MWORKS

上图展示了 Sysplorer 2026a 的典型工作界面，左侧为模型浏览器，中央为绘图区，右侧显示仿真结果曲线。用户可在此环境中完成从建模到后处理的全流程操作。

软件下载与注册

本幻灯片介绍了MWORKS软件的下载和安装步骤。它详细说明了安装包的组成，并强调了旧版本软件可直接在应用内更新的便捷性。

软件下载与注册

本页介绍了MWORKS软件的下载与注册流程，特别是针对高校师生和个人用户的许可政策。强调了教育版许可的激活周期和个人版的功能限制。

MWORKS星火计划

本页介绍了MWORKS 2026星火计划，旨在通过免费升级与试用活动，推动国产工业软件发展。计划面向企业用户提供零成本试用、升级支持、线上培训、产品资料包和技术支持等专属权益。

MWORKS 2026 星火计划

本页介绍了MWORKS 2026星火计划，旨在通过免费升级与试用活动，联合用户和伙伴打磨国产工业软件实战性能。该计划面向高校用户，提供多项长期权益，助力国产科学计算与系统建模仿真发展。

MoHub社区与技术支持

本页介绍了MoHub社区提供的服务，包括为MWORKS用户提供交流平台、智能问答助手以及在线技术支持。智能助手深度融合MWORKS知识，提供精准回复，技术支持由专业团队保障。

第 7 节：模型参数化与批量仿真

在工程仿真中，模型参数的调整与批量分析是验证系统性能、进行设计优化的重要手段。MWORKS.Sysplorer 2026a 提供了强大的参数化仿真环境，支持用户在单一模型中快速切换参数组合并观察系统响应。

参数化设置

参数化仿真允许用户将模型中的某个或多个常量参数定义为变量，通过遍历参数取值空间，自动完成多组仿真并汇总结果。

要实现参数化仿真，首先需要将模型中的固定参数转换为可扫描的变量。操作步骤如下：

1. 定义参数扫描范围：在模型浏览器中右键单击目标参数（如 PID.kp 或 motor.J），选择“参数化”选项。在弹出的对话框中设置参数的起始值、终止值和步长（或扫描点数）。例如，将 PID.kp 从 1.0 扫描到 10.0，步长为 0.5，系统将自动生成 19 个仿真任务。

2. 配置扫描组合：若需要同时扫描多个参数（如同时改变比例系数 kp 和积分系数 ki），可在参数化面板中依次添加参数，并选择“笛卡尔积”或“配对”组合方式。笛卡尔积将生成所有参数取值的全组合，适用于探索参数空间的全局特性；配对方式则按索引一一对应，适用于特定组合的对比分析。

3. 启动批量仿真：完成参数配置后，点击工具栏中的“批量仿真”按钮（图标为多个重叠的播放箭头）。系统将自动按顺序执行所有仿真任务，并在仿真进度条中显示当前执行的任务编号与总任务数。

结果查看与分析

批量仿真完成后，MWORKS.Sysplorer 会生成一个多维结果集合，用户可以通过以下方式查看和分析：

• 参数响应曲线叠加：在绘图窗口中，所有仿真结果将自动叠加在同一坐标系中，不同参数取值对应的曲线以不同颜色区分。鼠标悬停在曲线上可查看对应的参数值。
• 参数扫描表格：切换至“参数扫描”视图，系统以表格形式列出每组参数对应的关键性能指标（如超调量、稳定时间、稳态误差等），便于快速筛选最优参数组合。
• 导出报告：点击“导出”按钮，可将所有仿真数据与曲线图导出为 CSV 或 Excel 格式，支持后续在第三方工具中进行深度分析。

MWORKS

参数化仿真功能极大地提升了设计效率，尤其适用于控制器参数整定、机械系统惯量匹配、热管理系统的工况分析等场景。通过一次配置即可完成数十甚至数百次仿真，帮助工程师快速理解参数对系统性能的影响规律。

MWORKS.Sysplorer 软件概述

本幻灯片是课程的第一部分，主要介绍 MWORKS.Sysplorer 软件的概况。它作为章节的开始页，为后续内容的展开奠定基础。

MWORKS.Sysplorer软件概览

本幻灯片展示了MWORKS.Sysplorer软件的界面概览，包括库浏览器、模型视图、参数设置和文档浏览器等功能。主要演示了如何通过软件进行六自由度机械手的建模和参数配置。

1. MWORKS.Sysplorer 软件概览

MWORKS.Sysplorer 是面向多领域物理系统建模与仿真的核心平台，支持从模型搭建、参数设置到仿真执行与结果分析的全流程工作。理解其主界面布局是高效使用软件的第一步。

软件启动后，默认显示的主界面由几个关键区域构成，它们协同工作以支撑建模与仿真任务：

• 模型浏览器：位于界面左上方，以树状结构展示当前工作区中的所有模型文件、库文件及子系统。用户在此处可快速导航、打开或管理模型组件。
• 属性窗口：通常位于界面右下方，用于查看和编辑当前选中模型元素（如模块、端口、参数）的具体属性。例如，选中一个“电阻”模块，属性窗口会显示其电阻值、初始电压等可调参数。
• 消息窗口：位于界面底部，实时输出仿真过程中的状态信息、警告或错误提示。这是排查模型问题的重要参考。
• 图形化建模画布：界面中央的主要工作区，用户通过拖拽库中的模块并连线，在此构建系统的物理拓扑结构。

对于初学者，建议首先熟悉模型浏览器与属性窗口的联动操作：在模型浏览器中单击任一模型，其对应的参数便会显示在属性窗口中，便于快速修改。

界面定制：用户可通过拖动各窗口的边框或标签，调整其位置与大小，甚至将常用窗口停靠到界面边缘，以适配个人工作习惯。

MWORKS

上图展示了典型的界面分区。在实际操作中，若发现某个窗口未显示，可在顶部菜单栏的“视图”菜单中勾选对应的窗口名称（如“属性”、“消息”），即可将其重新调出。掌握这一基础布局，是后续进行模型创建、参数化分析与仿真调试的前提。

1. MWORKS.Sysplorer 软件概览

1.1 软件界面布局

MWORKS.Sysplorer 2026a 版采用模块化、可定制的集成开发环境，其界面布局主要分为以下几个核心区域：

• 菜单栏与工具栏：位于窗口顶部，提供文件操作、模型编辑、仿真运行、视图切换等全局功能入口。
• 模型浏览器：位于左侧，以树形结构展示当前工程中的所有模型、库文件及引用资源。
• 图形化建模区：位于中央，是拖拽组件、连接信号线、构建系统模型的主画布。
• 属性/参数面板：位于右侧，当选中某个组件或信号线时，此处显示其详细参数、变量定义及文档信息。
• 输出/日志窗口：位于底部，显示编译信息、仿真进度、警告和错误提示。

提示：所有面板均可通过“视图”菜单进行显示/隐藏，并支持拖拽停靠到任意位置，以适应不同用户的操作习惯。

1.2 启动与新建模型

1. 双击桌面图标或从开始菜单启动 MWORKS.Sysplorer 2026a，软件加载后默认显示欢迎界面。
2. 点击菜单栏的 “文件” > “新建” > “模型”，或直接使用快捷键 Ctrl+N。
3. 在弹出的“新建模型”对话框中，选择模板类型（通常选择“空白模型”），输入模型名称，并指定保存路径。
4. 点击“确定”，系统将在图形化建模区创建一个空白的模型画布，同时模型浏览器中会新增该模型节点。

1.3 模型浏览器与库管理

模型浏览器是组织和管理工程资源的核心工具。其根节点为当前工作区，展开后可以看到：

• 模型文件：以 .mo 后缀标识，双击可在建模区打开。
• 外部库：默认加载了 Modelica Standard Library 等标准库，可通过右键菜单 “加载库” 添加自定义或第三方库。

MWORKS

上图展示了模型浏览器的典型结构：左侧为模型树，右侧为选中组件的参数面板。用户可以通过拖拽库中的组件到画布上进行快速建模。

1.4 图形化建模基本操作

在建模区，用户通过以下步骤构建系统模型：

1. 添加组件：从模型浏览器或库面板中，将所需组件（如电阻、电容、信号源）拖拽到画布上。
2. 连接信号线：将鼠标移至组件端口，当光标变为十字形时，按住左键拖拽至另一组件的端口，释放后即完成物理或信号连接。
3. 设置参数：双击组件，或选中后查看右侧属性面板，修改关键参数（如电阻值 R=100，初始电压 V0=0）。
4. 保存模型：点击工具栏的保存图标或 Ctrl+S，确保所有修改已持久化。

1.5 仿真运行与结果查看

模型构建完成后，进入仿真阶段：

1. 点击工具栏的 “仿真设置” 按钮，配置仿真时间（如 Stop Time=10）、求解器类型（如 DASSL）及输出步长。
2. 点击 “开始仿真” 按钮（或按 F5），软件将自动编译模型并执行求解。
3. 仿真完成后，底部输出窗口显示 “仿真成功完成” 信息。
4. 双击模型浏览器中的 “结果” 节点，或点击 “绘图” 按钮，选择需要观察的变量（如电压、电流），系统将在新窗口中生成波形图。

1. MWORKS.Sysplorer软件概览

MWORKS.Sysplorer 是面向多领域物理系统建模与仿真的核心平台，支持从模型设计、参数配置到结果分析的全流程工作。本节将带您了解 Sysplorer 的界面布局与核心功能模块，为后续操作打下基础。

1.1 界面布局概览

启动 MWORKS.Sysplorer 2026a 后，主窗口默认包含以下关键区域：

• 菜单栏：位于顶部，提供文件、编辑、视图、仿真、工具等标准菜单。
• 工具栏：紧邻菜单栏下方，包含常用操作按钮（如新建模型、打开文件、运行仿真等）。
• 模型浏览器：左侧面板，以树形结构展示当前工程中的所有模型、库文件及资源。
• 属性窗口：右下侧面板，显示选中模型或组件的详细参数，支持直接编辑。
• 图形化建模区：中央主区域，用于拖拽组件、连接端口、构建系统框图。
• 输出窗口：底部面板，显示仿真日志、警告、错误信息及进度条。

界面布局可通过“视图”菜单自定义，例如拖拽面板边缘调整大小，或关闭/显示特定窗口。

1.2 核心功能模块

Sysplorer 的核心能力围绕以下模块展开：

1. 模型库管理：内置丰富的元件库，涵盖机械、电气、液压、热力学等领域。用户可通过“模型浏览器”浏览并拖拽元件至建模区。
2. 图形化建模：在建模区通过连线定义元件间的物理连接（如信号线、功率线），系统自动生成数学方程。
3. 参数化配置：选中任意元件后，在“属性窗口”中修改关键参数（如电阻值、弹簧刚度、初始速度等），支持数值输入与表达式。
4. 仿真求解：点击工具栏“运行”按钮或按 F5 键启动仿真。在“仿真设置”中可配置：
   • 起始时间（默认 0 s）
   • 终止时间（默认 10 s）
   • 求解器类型（如欧拉法、龙格-库塔法）
   • 步长控制（固定步长或自适应步长）
5. 结果后处理：仿真结束后自动弹出结果窗口，支持曲线绘制、数据导出、动画回放。用户可右键点击曲线添加标注或调整坐标范围。

1.3 工作流程示例

一个典型的 Sysplorer 使用流程如下：

1. 新建工程（文件 > 新建 > 工程），输入工程名称与保存路径。
2. 从模型库拖拽所需元件至建模区，按物理拓扑连接端口。
3. 在属性窗口中为每个元件设置初始参数。
4. 点击工具栏“运行”按钮，观察输出窗口中的仿真进度。
5. 仿真完成后，在结果窗口中选择变量绘制曲线，分析系统响应。

MWORKS

图：Sysplorer 主界面布局，标注了建模区、模型浏览器、属性窗口与输出窗口的位置。

通过以上概览，您已掌握 Sysplorer 的基本操作环境。下一节将深入讲解如何创建第一个简单模型并完成仿真。

1. MWORKS.Sysplorer 软件概览

MWORKS.Sysplorer 是 MWORKS 平台的核心组件之一，提供统一的多领域物理建模与仿真环境。作为系统级仿真工具，它支持图形化建模、方程求解、结果后处理与代码生成等全流程操作。

启动与主界面布局

启动 MWORKS.Sysplorer 后，首先进入的是**工作台（Workbench）**界面。该界面采用模块化布局，主要包含以下区域：

1. 菜单栏与工具栏：位于窗口顶部，提供文件操作、模型编辑、仿真控制等核心功能入口。
2. 模型浏览器（Model Browser）：位于左侧，以树形结构展示当前工作区中的所有模型、库与组件。
3. 图形编辑器（Diagram View）：位于中央区域，用于拖拽组件、绘制连接线，完成物理拓扑的搭建。
4. 属性面板（Properties View）：位于右侧，显示当前选中组件的参数、变量与接口信息。
5. 控制台与日志：位于底部，输出编译、仿真过程中的提示、警告与错误信息。

提示：所有面板均可通过“视图（View）”菜单进行显示/隐藏或重置布局，便于根据任务需求定制工作环境。

新建模型与基本操作

创建一个新的仿真模型通常遵循以下步骤：

1. 点击菜单栏 文件（File） → 新建（New） → 模型（Model），或直接使用快捷键 Ctrl+N。
2. 在弹出的对话框中输入模型名称（例如 MyFirstModel），选择模型类型（默认为 Model 类），点击“确定”。
3. 模型浏览器中随即出现该模型节点，图形编辑器自动打开空白画布。

组件库与拖拽建模

MWORKS.Sysplorer 内置丰富的组件库（Library），涵盖机械、电气、液压、热力学、控制等多个领域。用户可以通过以下方式使用这些库：

• 在模型浏览器中展开 Libraries 节点，找到所需领域库（如 Modelica.Electrical.Analog.Basic）。
• 将需要的组件（如电阻、电容、电压源）直接拖拽至图形编辑器的画布上。
• 使用 连接线（Connect） 工具（快捷键 Ctrl+W）在组件端口之间建立物理连接。

仿真执行与结果查看

完成模型搭建后，即可进行仿真：

1. 点击工具栏上的 仿真设置（Simulation Setup） 按钮，配置仿真起止时间、求解器类型（如 DASSL、Euler）及步长等参数。
2. 点击 运行（Run） 按钮（或按 F5）启动仿真计算。
3. 仿真完成后，双击模型浏览器中的 Results 节点，选择感兴趣的量（如电压、位移），即可在 绘图窗口（Plot Window） 中查看曲线。

注意：若模型存在编译错误，控制台将输出详细错误信息，双击错误条目可快速定位到问题组件或方程。

MWORKS.Sysplorer 的模块化设计使得从建模到仿真的流程高度集成，为复杂多领域系统的快速验证提供了高效平台。

MWORKS.Sysplorer 软件概览

MWORKS.Sysplorer 是 MWORKS 平台的核心仿真建模环境，支持多领域物理系统建模、仿真计算与结果分析。本节将介绍其主界面布局与基本操作逻辑。

主界面布局

启动 MWORKS.Sysplorer 2026a 后，主工作区由以下核心区域构成：

• 菜单栏与工具栏：位于窗口顶部，提供文件操作、模型编辑、仿真控制等功能的快捷入口。
• 模型浏览器：左侧面板，以树状结构展示当前工作空间中的模型层级与组件。
• 图形化编辑区：中央主区域，用于拖拽组件、连接信号线、构建系统框图。
• 属性/参数面板：右侧面板，显示选中组件的参数列表、变量定义与文档信息。
• 仿真输出区：底部区域，包含仿真日志、变量监视器及结果绘图窗口。

提示：默认布局可通过“视图”菜单下的“重置布局”恢复出厂设置，便于初次使用者快速适应。

工作流程概览

使用 MWORKS.Sysplorer 完成一次仿真任务通常遵循以下步骤：

1. 创建模型：通过菜单栏“文件 > 新建 > 模型”或工具栏“新建”按钮，创建一个空白模型文件（.mo 格式）。模型浏览器中会自动生成对应的根节点。
2. 添加组件：从右侧“组件库”面板中拖拽所需物理域组件（如电阻、弹簧、PID控制器）到图形化编辑区。每个组件均对应 Modelica 标准库中的类定义。
3. 连接与参数化：用鼠标从组件端口拖出连线，形成物理拓扑或信号连接。双击组件或选中后在属性面板中修改关键参数（如电阻值 R=100、增益 k=2.5）。
4. 编译与仿真：点击工具栏“检查模型”验证语法与连接正确性，确认无误后点击“仿真”按钮，在弹出的对话框中设置仿真时长（如 Stop Time=10）与步长（如 Interval=0.01）。
5. 结果分析：仿真完成后，变量监视器自动列出所有输出变量。双击任意变量即可在绘图区生成曲线，支持缩放、数据游标与导出图片。

界面操作示例

MWORKS

上图展示了典型的模型编辑状态。左侧模型浏览器中 untitled 为当前模型根节点，下方展开显示已添加的组件实例。中央编辑区中，两个组件通过红色信号线连接，右侧属性面板显示选中组件的参数列表。底部仿真输出区当前为空，待仿真运行后显示日志与结果。

关键概念：MWORKS.Sysplorer 基于 Modelica 语言，所有图形化操作最终生成等效的文本代码。用户可在“文本视图”与“图形视图”间切换，便于高级用户直接编辑代码。

通过以上布局与流程，用户可以快速上手进行多物理域系统的建模与仿真。后续章节将深入讲解组件库使用、参数化扫描及自定义模型开发等进阶功能。

1. MWORKS.Sysplorer软件概览

MWORKS.Sysplorer 是面向多领域物理系统建模与仿真的集成开发环境，其核心功能涵盖模型构建、仿真计算与结果分析。理解软件的界面布局与基本交互逻辑，是高效使用该工具的前提。

界面组成与核心功能区

启动 MWORKS.Sysplorer 后，主界面主要划分为以下几个关键区域：

• 菜单栏与工具栏：位于窗口顶部，提供文件操作、模型编辑、仿真控制等核心命令的快捷入口。
• 模型浏览器：通常位于左侧，以树形结构展示当前工作区中的所有模型、库文件及资源。
• 图形化建模区：中央区域，用于拖拽组件、连接端口以构建系统模型。
• 属性/参数面板：右侧或底部，显示所选组件的参数列表，支持数值修改与单位配置。
• 信息/日志窗口：底部区域，输出编译、仿真过程中的提示、警告或错误信息。
• 结果可视化窗口：仿真完成后自动或手动打开，用于绘制曲线、分析数据。

提示：各面板的位置可通过拖拽标题栏进行自定义布局，以适应不同用户的操作习惯。若某面板意外关闭，可在“视图”菜单中重新启用。

工作流程概览

使用 MWORKS.Sysplorer 进行仿真分析通常遵循以下步骤：

1. 新建或打开工程：点击“文件” > “新建工程”或“打开工程”，创建或加载一个 .msys 工程文件。工程文件用于组织管理模型文件、仿真配置及结果数据。
2. 创建模型：从组件库中拖拽所需元件（如电阻、电机、PID控制器）至图形化建模区，并通过端口连线建立物理或信号连接。
3. 配置参数：选中模型中的任意组件，在属性面板中修改其参数值（如电阻值、增益系数）。参数修改后，模型会自动标记为“已修改”状态。
4. 仿真设置：点击工具栏中的“仿真设置”按钮（或菜单“仿真” > “设置”），配置仿真起止时间、求解器类型（如 ode45、dassl）、步长及容差等关键参数。
5. 运行仿真：点击“运行”按钮（或按 F5 键）启动仿真。系统首先进行模型编译与初始化，随后开始数值求解。仿真进度可在底部状态栏实时查看。
6. 查看结果：仿真完成后，结果浏览器中会列出所有可观测变量。双击变量名即可在结果可视化窗口生成曲线，支持多曲线叠加、坐标缩放及数据导出。

模型文件与库管理

• 模型文件：每个模型保存为 .mo 文件（Modelica 标准格式），支持 Modelica 语言文本编辑与图形化编辑的实时同步。
• 库管理：内置丰富的标准库（如电气、机械、热流体、控制等），用户也可通过“文件” > “加载库”导入第三方库或自定义库。加载后的库出现在模型浏览器的“库”节点下，可直接拖拽使用。

注意：加载大型库时可能需等待数秒，系统会在状态栏提示“库加载中”，加载完成后库节点前的图标会由灰色变为彩色。

通过以上概览，您已掌握 MWORKS.Sysplorer 的基本界面结构与通用工作流程。后续章节将深入讲解具体建模与仿真操作。

MWORKS.Sysplorer 软件概览

MWORKS.Sysplorer 是 MWORKS 平台的核心建模与仿真环境，提供从模型构建、参数设置到仿真分析与结果后处理的完整工作流。本节将带你了解 Sysplorer 的界面布局与核心功能模块。

界面布局与核心功能区

启动 MWORKS.Sysplorer 2026a 后，默认界面分为以下几个主要区域：

1. 功能区（Ribbon）：位于窗口顶部，按功能分类组织命令，如“建模”、“仿真”、“分析”等选项卡。每个选项卡下包含对应的工具按钮，例如“新建模型”、“运行仿真”、“绘制曲线”等。
2. 模型浏览器（Model Browser）：位于左侧，以树状结构展示当前工程中的所有模型、组件和库。你可以在此处快速浏览、打开或管理模型文件。
3. 属性窗口（Properties）：位于右侧或下方，用于查看和编辑当前选中组件或参数的详细属性，如变量名称、数值、单位、初始值等。
4. 图形编辑器（Diagram View）：中央主区域，用于以图形化方式构建模型。你可以从模型浏览器或库中拖拽组件到画布上，并通过连线定义物理连接或信号传递。
5. 输出窗口（Output Window）：位于底部，显示仿真过程中的日志、警告、错误信息以及计算结果输出。

上述界面布局支持高度自定义，用户可根据习惯拖拽、停靠或隐藏各面板。

核心工作流程

使用 Sysplorer 进行工程仿真通常遵循以下步骤：

1. 创建新工程与模型：在功能区“建模”选项卡下点击“新建模型”，选择模型类型（如物理模型、框图模型或文本模型）。系统会自动创建一个空的图形编辑器窗口。
2. 构建模型：从左侧的模型浏览器或库中拖拽所需组件（如电阻、弹簧、PID控制器）到图形编辑器。通过连线工具连接组件端口，定义它们之间的物理关系或信号流向。
3. 设置参数与初始条件：双击任意组件，在属性窗口中修改其参数值（如电阻值 R=100、弹簧刚度 k=1000）。对于需要初始状态的变量，可在“初始条件”栏中设置。
4. 运行仿真：在功能区“仿真”选项卡中设置仿真时长（如 Stop Time=10）和求解器（如 ode45 或 cvode）。点击“运行”按钮启动仿真，进度条会显示计算状态。
5. 查看与分析结果：仿真结束后，输出窗口会显示完成信息。双击图形编辑器中的信号线或变量，系统会自动在结果视图中绘制其随时间变化的曲线。你也可以通过“分析”选项卡下的工具进行傅里叶变换、参数扫描等高级分析。

MWORKS

关键概念：模型与库

• 模型：Sysplorer 中的模型可以是单一组件（如一个电阻），也可以是包含多个子系统的复杂系统。模型以 .mo（Modelica 标准）或 .mwx（MWORKS 原生格式）文件保存。
• 库：预定义的组件集合，如机械库、电气库、控制库等。用户可直接调用库中的标准模型，也可创建自定义库。

掌握上述界面布局与工作流程后，你即可开始使用 Sysplorer 进行基本的建模与仿真操作。后续章节将深入讲解具体组件的使用与高级仿真技巧。

1. MWORKS.Sysplorer 软件概览

MWORKS.Sysplorer 是 MWORKS 平台的核心建模与仿真环境，支持多领域物理系统的图形化建模、参数化分析与结果后处理。本节将引导您快速了解其主界面布局与基本操作逻辑。

主界面功能区

启动 MWORKS.Sysplorer 2026a 后，您将看到以下主要区域：

• 菜单栏与工具栏：位于窗口顶部，提供文件操作、模型编辑、仿真控制等核心命令。工具栏中的快捷按钮（如“新建模型”、“保存”、“开始仿真”）可加速常用操作。
• 模型浏览器：左侧面板，以树形结构展示当前项目中的所有模型、组件及库文件。您可以在此处拖拽库中的元件到建模区。
• 建模画布：中央主区域，用于搭建和编辑系统模型。您可以从模型浏览器或元件库中拖入组件，并通过连线建立物理连接或信号传递。
• 属性窗口：通常位于画布右侧或底部，当选中某个组件或连线时，此处会显示其详细参数（如质量、刚度、初始值等），您可直接在此修改数值。
• 仿真控制台与结果窗口：位于底部或独立面板，用于设置仿真时长、算法（如 ode45、Euler）、步长等参数，并显示仿真进度、日志及输出结果。

工作流程概览

典型的仿真流程分为三步：

1. 创建模型：从左侧库中拖入所需元件（如电阻、弹簧、PID控制器），连接端口，形成系统拓扑。
2. 设置参数与仿真：在属性窗口中为组件赋值，在仿真控制台中指定起始时间（如 0）、终止时间（如 10）和求解器类型。点击 “开始仿真” 按钮运行。
3. 分析结果：仿真结束后，双击结果变量（如电压、位移）即可在绘图窗口中查看曲线，支持缩放、数据导出等操作。

提示：MWORKS.Sysplorer 支持多层级建模，您可以将复杂系统拆解为多个子系统（Subsystem），提升模型复用性与可读性。

首次操作建议

若您首次打开软件，建议先尝试加载内置示例（通过菜单 文件 > 打开示例），观察其模型结构与仿真结果，快速熟悉界面交互。随后，您可新建空白模型，拖入一个 Step 信号源和一个 Scope 显示模块，连线后运行默认仿真（时长 1 秒），验证基本功能是否正常。

MWORKS

上图展示了典型的建模画布与元件库面板，帮助您定位上述功能区。

MWORKS.Sysplorer 软件概览

本幻灯片展示了MWORKS.Sysplorer软件的用户界面，包括仿真浏览器、三维动画窗口和二维绘图窗口。它详细展示了如何通过仿真浏览器设置和查看仿真参数，以及在二维和三维窗口中可视化仿真结果。

MWORKS.Sysplorer 软件概览

本幻灯片展示了MWORKS.Sysplorer软件的用户界面概览，包括文件菜单、组件浏览器、模型工作区以及输出信息窗口，重点展示了一个机器人模型的仿真工作流。

MWORKS.Sysplorer 软件概览

本幻灯片概述了MWORKS.Sysplorer软件，并提供了相关视频课程资源。它展示了软件的各项功能模块，如敏感度分析、模型试验工具箱和软件基础功能，并通过视频教程详细介绍其应用。

MWORKS.Sysplorer反馈问题概览

本页介绍了MWORKS.Sysplorer软件的问题反馈机制，用户可以通过选择建议类型和产品模块来提交反馈。反馈表单包括产品名称、模块、问题描述以及附件上传等功能。

模型库加载

本幻灯片是课程的第二部分，主题是模型库的加载。它作为一个章节标题页，介绍了即将讲解的内容。

模型库加载问题与解决方案

本页幻灯片展示了模型库未加载时模型显示异常的问题，并解释了这是因为没有加载配套的模型库。同时，它提出了如何加载模型库的问题。

模型库加载方式

本页介绍了模型库的三种加载方式：预加载模型库、临时打开内置模型库和临时打开自定义模型库。每种方式都有其特点，尤其是在模型库的可修改性方面。

第 25 节：模型库加载方式

在 MWORKS.Sysplorer 2026a 中，模型库的加载是进行系统建模与仿真的基础操作。模型库通常以 .mo（Modelica 标准文件）或 .moe（MWORKS 扩展格式）文件形式存在，包含了可复用的组件、函数与接口定义。正确加载模型库是确保后续模型编译与仿真能够顺利执行的前提。

模型库（Model Library） 是一组预定义的 Modelica 类（如模型、连接器、函数）的集合，通常以文件或目录形式组织。加载模型库意味着将这些定义导入到当前工作环境中，使其中的组件可以被实例化与使用。

加载方式一：通过“文件”菜单加载

1. 在菜单栏中依次点击 文件 > 加载模型库，系统将弹出文件选择对话框。
2. 在对话框中，定位到包含模型库文件的目录（支持 .mo 或 .moe 格式），选中目标文件并点击“打开”。
3. 加载成功后，模型库将出现在 模型浏览器（Model Browser）的“模型库”节点下，其内部的类定义（如组件、函数）随即可用。

加载方式二：通过“模型浏览器”右键菜单加载

1. 在 模型浏览器 面板中，右键单击空白区域或“模型库”节点。
2. 从弹出的上下文菜单中选择 加载模型库。
3. 同样在文件对话框中选择目标 .mo 或 .moe 文件并确认。
4. 加载完成后，模型库会立即在模型浏览器中展开显示其层次结构。

加载方式三：通过命令行加载（高级用户）

对于自动化工作流或脚本操作，可以使用 MWORKS 的命令行接口。在 命令窗口（Command Window）中直接输入以下命令：

loadModel(LibraryName)

其中 LibraryName 是已注册模型库的名称（如 Modelica、VehicleInterfaces）。此方式要求模型库已存在于 MWORKS 的搜索路径或安装目录中。

加载后的操作与验证

• 加载完成后，建议立即检查模型浏览器中是否出现了预期的库节点。若未出现，请确认文件路径是否正确、文件格式是否兼容。
• 若模型库包含多个版本，可在加载时通过参数指定版本号，例如 loadModel(Modelica, "4.0.0")。
• 加载成功后，即可将库中的组件拖拽到建模画布中，进行系统搭建。

MWORKS

注意：部分模型库可能依赖其他库（如 Modelica.Standard），加载时系统会自动解析并加载所有依赖库。若依赖缺失，系统会提示错误信息，此时需手动补充加载相关依赖库。

掌握模型库的加载方式，是高效使用 MWORKS.Sysplorer 进行系统建模的第一步。建议用户根据实际工作流程选择最便捷的加载方式，并养成定期检查模型库状态的良好习惯。

拖拽建模：电子阀流量控制系统

本页介绍了拖拽建模在电子阀流量控制系统中的应用，涵盖了图形化建模、仿真求解设置和结果后处理三个主要环节。

电子阀流量控制系统建模

本页展示了使用Sysplorer进行电子阀流量控制系统的拖拽建模流程。该流程包括理论分析、模型构建、仿真求解和结果处理四个主要阶段。

电子阀流量控制系统理论分析

本页介绍了电子阀流量控制系统的简化原理、组成及其组件需求。通过电子阀的开合调节管道流量，流量计反馈信号给控制器，实现精确控制。

电子阀流量控制系统模型构建

本幻灯片介绍了在拖拽建模环境中创建电子阀流量控制系统模型包的操作步骤。通过新建模型对话框，用户可以定义模型名称和描述，并选择保存方式。

电子阀流量控制系统建模

本页展示了在模型库中创建新模型的操作步骤。通过右键点击模型库并选择新建模型，用户可以定义新模型的名称、类别（如“package”）和存储方式。

拖拽建模：电子阀流量控制系统

本页介绍了PID控制器的特性及其在工业控制中的广泛应用。通过拖拽建模的方式，展示了如何构建PID控制器模型，并演示了模型创建和配置的界面操作。

电子阀流量控制系统建模

本页幻灯片介绍了在Modelica环境中进行拖拽建模的操作步骤。具体展示了如何从标准库中选择并拖拽“Gain”组件到图形视图中，以构建电子阀流量控制系统的模型。

拖拽建模：电子阀流量控制系统

本页介绍了在Modelica环境中通过双击搜索组件来创建模块的功能。用户可以在弹出的输入框中输入模型或注解名称，以快速构建系统。该功能不适用于不可编辑的模型。

拖拽建模：模型构建

本幻灯片介绍了电子阀流量控制系统模型构建中的组件拖拽操作步骤。它展示了如何将PID模型所需的组件拖入工作区，并根据物理拓扑关系进行布局，同时列出了各个组件的路径。

电子阀流量控制系统模型构建

本幻灯片介绍了电子阀流量控制系统的模型构建过程，重点讲解了拖拽建模的操作步骤。通过图示展示了从拖拽组件到连接组件，再到自动布局和快速连接的整个流程。

Sysplorer建模连线优化

本幻灯片展示了Sysplorer 2026a版本中物理建模连线机的优化功能。通过图示和文字说明，详细介绍了连线的创建、编辑、移动、删除以及组件重命名对连线的影响等操作。

电子阀流量控制系统模型构建

本页展示了如何通过拖拽建模方式构建PID控制器，强调在标准库中寻找并连接模块，以及封装组件以实现复用。通过流程图和具体模型图，详细说明了PID控制器的构建过程。

拖拽建模：电子阀流量控制系统

本页展示了使用拖拽方式构建电子阀流量控制系统模型的步骤。它强调了Sysplorer 2026a版本中新增的子系统封装和逆封装功能，并通过一个PID控制器模型图进行了说明。

拖拽建模：电子阀流量控制系统

本页介绍在电子阀流量控制系统模型构建过程中，如何根据系统属性设置模型参数。以PID控制模块为例，演示了如何选中组件gain并修改其增益系数k的值为60。

电子阀流量控制系统模型构建

本幻灯片展示了电子阀流量控制系统的模型构建过程，重点介绍了通过拖拽组件和设置参数来构建仿真模型。操作步骤详细说明了如何修改组件参数，并最终呈现了模型的结构图。

拖拽建模：模型图标设置

本页介绍在拖拽建模中，模型构造完成后如何插入本地图片作为模型图标，并强调勾选“保存图片信息到模型”的重要性。通过勾选此选项，可以确保模型或图片位置改变后，图标仍能正常显示。

拖拽建模：图标绘制与文本编辑

本页介绍在模型构建过程中，除了插入图片外，如何通过图标绘制和文本编辑功能，使模型表达更直观。详细说明了操作步骤，包括选择图标界面、使用基本图元绘制以及添加和修改文本字体。

电子阀流量控制系统模型构建

本幻灯片展示了使用拖拽建模方式构建电子阀流量控制系统模型的过程。重点介绍了PID控制器的图标设计和参数设置，以及组件建模和系统构建的流程。

拖拽建模：电子阀流量控制系统

本幻灯片介绍了电子阀流量控制系统的拖拽建模过程，强调了模型构建完成后通过编辑文档提升模型易用性的操作步骤。详细说明了如何在文档浏览器中进行编辑，包括插入文字、图片和链接等功能。

电子阀流量控制系统模型构建

本页介绍电子阀流量控制系统的模型构建过程。它将电子阀简化为电路部分和阀体部分，并分别在Sysplorer中构建组件模型。模型分析进一步细化了电路部分和阀体部分的构建要求。

电子阀流量控制系统模型构建

本页展示了电子阀流量控制系统模型构建的第三步：组件建模。内容涵盖了电路部分的建模步骤，包括在Valve子库中新建组件、拖拽电源、电阻和电感并连接，以及绘制电路部分图标样式。同时，还展示了简化原理图、组件建模图、图标绘制和模型展示样式，并列出了各组件的路径。

电子阀流量控制系统模型构建

本幻灯片展示了电子阀流量控制系统模型构建的第三步：组件建模。详细介绍了阀体部分的建模过程，包括新建组件、拖拽EMF、转动惯量、限位器和传感器并连接，以及绘制图标样式。同时，展示了简化原理图、组件建模图、图标绘制和最终的模型展示样式。

电子阀流量控制系统建模

本页介绍拖拽建模电子阀流量控制系统的操作步骤。通过新建模型文件、利用插值表替代流量计，并根据物理关系构建电子阀的流量控制系统模型。

电子阀流量控制系统模型构建

本幻灯片介绍了电子阀流量控制系统的模型构建过程及参数设置方法。它详细说明了如何修改单个组件和封装组件的参数，并提供了不同组件的物理含义、参数名称、数值和单位。

电子阀流量控制系统建模

本页介绍电子阀流量控制系统的拖拽建模过程。内容涵盖图形化建模、仿真求解设置以及结果后处理。

模型检查与仿真条件

本页介绍了在电子阀流量控制系统仿真求解过程中，进行模型检查的步骤和条件。强调了模型检查是分析模型是否存在错误的关键环节，并指出只有完备且无语法错误的模型才能进行仿真。

电子阀流量控制系统 - 仿真求解

本页展示了电子阀流量控制系统的仿真设置界面，详细介绍了仿真区间、步长、步数、算法、精度和积分步长等关键参数的配置方法，以及如何保存仿真设置到模型中。

电子阀流量控制系统仿真求解

本页展示了电子阀流量控制系统的建模、仿真设置和模型翻译过程。通过点击“翻译”菜单，系统对模型进行分析和代码生成，并显示翻译结果。页面也展示了模型中存在错误时，翻译失败的提示。

电子阀流量控制系统仿真求解

本页幻灯片介绍了电子阀流量控制系统的仿真求解步骤。通过点击仿真菜单中的“仿真”按钮，用户可以运行模型并查看仿真进度和输出信息。

拖拽建模：电子阀流量控制系统

本页介绍了拖拽建模的方法，并以电子阀流量控制系统为例进行说明。内容涵盖了图形化建模、仿真求解设置以及结果后处理等关键步骤。

电子阀流量控制系统：结果处理

本页展示了电子阀流量控制系统仿真结果的处理方法。主要介绍了两种查看结果的方式：自动弹出和通过按钮打开结果查看器。

电子阀流量控制系统：结果处理

本页展示了在电子阀流量控制系统建模后，如何绘制y(t)曲线进行结果处理。通过直接勾选结果变量或点击新建图窗按钮，可以生成并查看仿真曲线。

电子阀流量控制系统：绘制y(x)曲线

本幻灯片展示了如何在仿真结果查看器中绘制y(x)曲线，以进行结果处理。通过点击新建y(x)图窗按钮，用户可以可视化仿真数据。

电子阀流量控制系统：结果处理

本幻灯片介绍了电子阀流量控制系统仿真结果的处理方法。主要包括曲线样式的修改和仿真结果的导出功能，支持多种图片和数据格式。

电子阀流量控制系统 - 结果处理

本页展示了Sysplorer 2026a版本中曲线处理功能，特别是支持傅里叶变换，以实现对仿真数据的快速频域分析。界面中显示了仿真结果查看器，包括曲线图和相关参数。

拖拽建模：结果处理

本页展示了拖拽建模后如何处理仿真结果，包括获取表格数据和展示多体动画。用户可以通过新建表格窗口选择变量生成结果，并通过新建多体动画窗口和功能按钮调整动画播放。

电子阀流量控制系统 - 结果处理

本页介绍在电子阀流量控制系统建模中，结果处理时曲线操作的选项，包括“保持”、“重绘”和“对比”功能及其具体含义。同时展示了如何保存曲线绘制的结果。

第63节 电子阀流量控制系统 - 结果处理

在完成电子阀流量控制系统的仿真计算后，需要对仿真结果进行全面的分析与处理。本阶段的核心目标是验证控制系统的响应特性、稳态精度以及动态性能指标。

1. 仿真结果的查看与基础设置

仿真完成后，MWORKS.Sysplorer 会自动打开结果浏览器。在结果浏览器左侧的变量树中，展开模型层级，可以看到所有已记录的变量。重点关注以下关键物理量：

• valve.position：电子阀阀芯位置
• flow.rate：出口流量
• controller.output：控制器输出信号
• setpoint：流量设定值

提示：如果变量树中未显示所有变量，请检查模型中的传感器或记录器模块是否已正确配置，确保“记录”属性被勾选。

2. 绘制关键曲线

为了直观分析系统响应，需要绘制设定值与实际流量的对比曲线：

1. 选择变量：在变量树中按住 Ctrl 键，依次点击 setpoint 和 flow.rate 两个变量。
2. 绘制曲线：右键单击选中的变量，选择“绘图”或直接拖拽变量到绘图区。
3. 调整图例：在绘图区右键选择“图例设置”，将两条曲线分别命名为“设定值”与“实际流量”，便于区分。

3. 性能指标分析

通过观察流量响应曲线，可以提取以下关键性能指标：

• 上升时间：流量从稳态值的10%上升到90%所需的时间。
• 超调量：峰值流量与稳态值之差除以稳态值的百分比。
• 调节时间：流量进入并保持在稳态值±2%误差带内所需的最短时间。
• 稳态误差：系统稳定后，实际流量与设定值之间的差值。

4. 使用数据游标读取精确数值

为获取准确的性能指标数据：

1. 启用游标：在绘图工具栏中点击“数据游标”按钮（十字准星图标）。
2. 定位关键点：单击曲线上的峰值点、上升沿的10%和90%位置，游标会显示该点的精确坐标（时间与数值）。
3. 添加注释：右键单击游标，选择“添加注释”，可将该点的数值标注在曲线上，方便后续报告整理。

5. 结果导出与报告生成

分析完成后，可将结果导出用于报告：

1. 导出数据：在结果浏览器中右键变量，选择“导出数据”，可保存为 CSV 或 MAT 格式。
2. 导出图形：在绘图区右键选择“导出图形”，可保存为 PNG、SVG 或 EMF 格式。
3. 生成报告：使用菜单栏“工具”→“报告生成器”，选择当前仿真结果，系统会自动生成包含曲线和关键参数的报告文档。

MWORKS

通过以上步骤，可以系统性地完成电子阀流量控制系统的仿真结果处理，为后续的控制器参数优化提供数据支持。

文本建模：电阻

本页幻灯片是课程的第四部分，主要介绍文本建模中的电阻概念。内容可能涵盖电阻的定义、特性及其在文本建模中的应用。

文本建模：电阻

本页介绍了模型分析、模型构建、模型仿真和结果查看四个主要阶段，并详细说明了每个阶段的具体操作和任务。它展示了从需求分析到三维动画的完整建模流程。

电阻理论分析

本页幻灯片介绍了电阻的属性和行为分析，包括电阻的定义、单位、欧姆定律及其在电路中的电流和电压特性。同时展示了不同阻值的电阻器示例，并提出了是否需要为每个电阻单独建模的问题。

电阻文本建模与理论分析

本页展示了电阻的文本建模过程，从物理对象抽象出类，再实例化为具体的电阻组件。详细介绍了电阻类的接口、属性和行为，并给出了Modelica语言的示例代码。

4. 文本建模：电阻-电阻模型开发

在理解了单一电阻的文本建模方法后，本节将在此基础上进行扩展，构建包含两个电阻串联的电路模型。通过这个案例，你将掌握在 MWORKS.Sysplorer 中通过文本方式定义多组件互联模型的基本方法。

建模目标

本节的目标是创建一个名为 TwoResistors 的模型，它包含两个电阻 R1 和 R2，它们串联连接。模型的外部接口包含正极 p 和负极 n，内部则通过节点 p1 实现两个电阻的互联。

模型代码实现

在 MWORKS.Sysplorer 的文本编辑器中，输入以下完整的 Modelica 代码来定义 TwoResistors 模型：

model TwoResistors
  // 定义外部接口
  Modelica.Electrical.Analog.Interfaces.PositivePin p;
  Modelica.Electrical.Analog.Interfaces.NegativePin n;
  // 定义内部节点
  Modelica.Electrical.Analog.Interfaces.Pin p1;
  // 定义两个电阻组件
  Modelica.Electrical.Analog.Basic.Resistor R1(R=100);
  Modelica.Electrical.Analog.Basic.Resistor R2(R=200);
equation
  // 连接外部接口与电阻
  connect(p, R1.p);
  connect(R1.n, p1);
  connect(p1, R2.p);
  connect(R2.n, n);
end TwoResistors;

代码解析

1. 模型声明：使用 model TwoResistors 开始定义，以 end TwoResistors; 结束。

2. 组件与接口定义：

   • p 和 n 是模型的外部电气接口，分别代表正极和负极，类型为 PositivePin 和 NegativePin。
   • p1 是内部节点，类型为通用的 Pin，它不对外暴露，仅用于连接两个电阻。
   • R1 和 R2 是 Resistor 模型的实例，并分别设置了电阻值 R=100 欧姆和 R=200 欧姆。参数赋值语法为 组件名(参数名=数值)。

3. 连接方程：equation 部分使用 connect 语句描述组件间的物理连接。

   • connect(p, R1.p);：将外部正极连接到电阻 R1 的正端。
   • connect(R1.n, p1);：将电阻 R1 的负端连接到内部节点 p1。
   • connect(p1, R2.p);：将内部节点 p1 连接到电阻 R2 的正端。这等效于 R1.n 和 R2.p 直接相连。
   • connect(R2.n, n);：将电阻 R2 的负端连接到外部负极。

connect 语句是 Modelica 中描述物理拓扑的核心，它自动生成节点处的基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律方程。例如，连接 R1.n 和 p1 以及 p1 和 R2.p 意味着这三个节点在电气上是同一个点，其电压相等，且流入该点的电流代数和为零。

验证与仿真

完成代码输入后，执行以下步骤验证模型：

1. 检查模型：点击工具栏的“检查”按钮，确保模型语法无误，状态栏显示“模型检查通过”。
2. 创建仿真实验：在模型树下右键点击 TwoResistors，选择“新建仿真实验”。
3. 配置仿真：在实验设置中，将仿真时长设为 10 秒。由于模型是直流电路，需要一个激励源。在实验画布中，从组件库拖入一个 ConstantVoltage（恒压源，例如设为 10V）和一个 Ground（地），并将它们与 TwoResistors 的正负极相连，形成一个完整回路。
4. 运行仿真：点击“运行”按钮。仿真完成后，可以绘制 R1.p.v、R1.n.v、R2.p.v、R2.n.v 等电压变量，观察分压效果。你会看到总电压 10V 按照电阻值比例 1:2 分配在 R1 和 R2 上。

电阻模型开发

本页幻灯片介绍了Modelica中电阻模型开发的步骤，包括接口定义、实例化、参数定义、行为描述、模型检查、图标绘制和模型测试。重点阐述了广义基尔霍夫定律在接口定义中的应用，以及连接器中势变量和流变量的传递。

电阻模型开发：接口实例化

本幻灯片展示了电阻模型开发过程中接口实例化的步骤。通过定义正极和负极连接器，并将其实例化到电阻模型中，从而实现模型文本视图的自动代码生成。

文本建模：电阻模型开发

本幻灯片详细介绍了Modelica语言中电阻模型开发的文本建模过程，包括接口定义、参数和变量的定义、接口实例化以及行为描述。它还阐述了Modelica的数据类型和前缀用法。

电阻模型开发：变量定义

本页讨论了在Modelica中定义电阻模型参数和变量的不同方式，并强调了物理含义和单位一致性的重要性。它比较了无物理含义和有物理含义的变量定义，并指出Modelica标准库已根据ISO 31-1992声明了约450种物理量类型。

电阻模型行为描述

本页讲解了在文本建模中如何定义对象的行为，特别是通过陈述式方程来表达模型的行为。它展示了Modelica语言中电阻模型的行为描述示例，并强调了欧姆定律等物理方程的应用。

电阻模型开发：模型检查

本页幻灯片介绍了电阻模型开发的模型检查阶段。它展示了Modelica代码定义、检查过程（包括语法和方程变量数），以及检查结果，强调了方程数与变量数相等的重要性。

文本建模：电阻模型开发

本幻灯片介绍了文本建模中关于电阻模型开发的更新，特别是文本格式化功能的修改。在此版本中，自动文本格式化功能被移除，用户需要通过右键菜单或快捷键手动进行格式化。

电阻模型图标绘制

本幻灯片详细介绍了电阻模型图标的绘制过程，包括选择图标界面、使用基本图元绘制以及在图形属性中添加填充颜色和样式。

电阻模型开发与仿真

本幻灯片展示了如何使用Modelica进行电阻模型的文本建模、实例化和仿真。通过定义接口、实例化组件、设置参数和描述行为，最终得到电阻的电压、电流和阻值随时间变化的仿真结果。

第 78 节 电阻模型的参数化封装与仿真验证

在前一节中，我们完成了电阻模型的开发与基础仿真。本节将在此基础上，对电阻模型进行参数化封装，使其电阻值可调，并通过仿真验证参数化模型的正确性。

参数化模型的创建

参数化封装的核心在于将模型中的固定数值替换为可通过外部接口调整的参数。在 MWORKS.Sysplorer 中，参数通过 parameter 关键字声明。

1. 在模型编辑区，双击打开上一节创建的电阻模型 Resistor，进入模型文本视图。
2. 在 model Resistor 与 equation 之间，添加参数声明语句：parameter Modelica.SIunits.Resistance R=100 "Resistance value";。其中 R 为参数名，100 为默认值（单位Ω），"Resistance value" 为描述说明。
3. 将 equation 部分中的欧姆定律表达式由 v = R*i 修改为 v = R*i（注意：原固定值 R 已被替换为参数 R，此时无需修改语句本身，因为参数名与变量名均为 R，系统会自动识别）。
4. 点击工具栏上的 检查模型 按钮，确认模型语法无误。

参数声明规范：parameter 关键字后的类型 Modelica.SIunits.Resistance 是 Modelica 标准库中的电阻单位类型，使用标准库类型可确保单位自动转换与量纲检查。

参数化模型的仿真验证

完成参数化封装后，需要验证参数是否能够正确传递并影响仿真结果。

1. 从模型库中拖拽一个 Resistor 实例到仿真画布，再添加一个 Ground 和 StepVoltage（阶跃电压源）元件。
2. 按电路原理连接：StepVoltage 的正极连接 Resistor 的 p 端，Resistor 的 n 端连接 Ground，StepVoltage 的负极也连接 Ground。
3. 双击 Resistor 实例，在参数窗口中确认 R 的默认值为 100。将其修改为 200（200Ω）。
4. 设置仿真时长为 1 秒，点击 仿真 按钮运行。
5. 仿真结束后，右键点击 Resistor 的 i 引脚，选择 绘制曲线。观察电流曲线：当阶跃电压从 0V 跳变到 1V 时，电流应为 1V / 200Ω = 0.005A（5mA），与理论计算一致。

MWORKS

通过以上步骤，我们成功创建了一个参数化电阻模型，并验证了参数修改对仿真结果的影响。参数化封装使得模型可复用，只需修改参数值即可适应不同阻值的仿真需求。

模型发布

本幻灯片是课程的第五部分，主题是模型发布。它标志着一个新章节的开始，专注于如何发布和部署模型。

模型发布及其必要性

本幻灯片介绍了模型发布的重要性，特别是针对Modelica模型。它详细阐述了在模型发布过程中，需要对模型设置加密等级和许可特征，以有效保护开发者的专业知识和核心数据。

模型发布功能说明

本页详细介绍了模型发布功能，包括加密等级和许可特征。它强调了模型保护的重要性，并说明了如何通过设置许可来控制模型的使用。

模型发布-模型加密等级限制说明

加密等级概述

在 MWORKS.Sysplorer 中，模型加密功能提供了不同等级的加密策略，以满足用户对模型知识产权保护的不同需求。加密等级决定了模型在被外部引用或查看时的可见性和可修改性，用户需根据实际场景选择合适的加密等级。

核心概念：加密等级越高，模型对外暴露的信息越少，但可能影响模型在协同仿真或二次开发中的可用性。

加密等级分类

MWORKS.Sysplorer 2026a 支持以下三种加密等级：

1. 仅加密（Encrypt Only）：模型被加密后，外部用户无法查看模型内部的方程、参数或图标细节。该等级适用于分发最终产品模型，防止核心算法泄露。
2. 可查看参数（Parameters Visible）：在加密基础上，允许外部用户查看并修改模型的部分参数（如 gain、Kp 等）。该等级适用于需要用户微调配置的场景，如控制器模型中的比例系数调整。
3. 可查看模型结构（Structure Visible）：在加密基础上，允许外部用户查看模型的端口、连接关系及子模型层次，但无法查看内部方程或具体实现。该等级适用于系统集成或联合仿真，便于外部工程师理解模型接口。

加密等级设置操作步骤

1. 选择模型：在模型浏览器（Model Browser）中，右键点击需要加密的模型（如 MyController），选择 “模型加密设置”（Model Encryption Settings）。
2. 选择加密等级：在弹出的对话框中，从下拉菜单选择目标加密等级（如 Parameters Visible）。系统会显示该等级的说明文字，确认无误后点击 “确定”。
3. 设置加密密码：输入并确认加密密码。密码将用于后续解密或修改加密等级，请妥善保管。
4. 应用加密：点击 “应用” 按钮，系统会对模型进行加密处理。加密完成后，模型图标上会显示锁形标记，表示加密已生效。

加密等级限制说明

• 不可逆性：加密操作不可逆，一旦应用加密，无法通过软件界面直接恢复为未加密状态。如需修改加密等级，需使用原密码进行解密后再重新设置。
• 密码遗忘：若遗忘密码，模型将永久无法解密或降级。建议将密码记录在安全位置。
• 版本兼容性：高版本 MWORKS.Sysplorer 加密的模型，在低版本中可能无法正常打开或显示。建议在发布模型时注明最低版本要求。

实战建议：对于对外分发的演示模型，建议使用 “仅加密” 等级；对于需要用户参与调试的模型，推荐使用 “可查看参数” 等级，平衡保护与可用性。

MWORKS

上图展示了加密等级设置对话框，用户可在其中选择加密等级并输入密码。通过合理选择加密等级，用户可在保护知识产权的同时，满足不同场景下的模型复用需求。

模型发布 - 界面设置

本页介绍了模型发布界面的设置流程，包括如何建立模型库、通过文件菜单发布模型，以及设置模型的加密等级和许可特征。

模型发布 - 文本设置

本幻灯片介绍了模型发布时的文本设置，包括如何设置模型的保护级别和许可特征。通过代码示例和界面截图展示了这些设置的实际应用。

模型发布规则

本页介绍了模型发布时的保护级别设置规则。保护级别由模型自身确定，但需满足约束，并以模型文件为单位进行管理。内容详细说明了不同文件和同一文件内父子节点保护级别的相互影响。

模型发布示例演示

本幻灯片展示了模型发布的流程，包括模型库的准备和发布、加密等级与许可特征的设置、保存路径的选择，以及发布后模型的查看。

第 87 节：模型发布示例演示（续）

发布后的模型验证与调用

完成模型发布操作后，我们需要验证发布后的模型能否被正确识别和调用。这一过程确保模型封装与接口定义无误，是模型重用与协同仿真的关键环节。

1. 在模型库中定位已发布的模型：发布操作完成后，MWORKS.Sysplorer 会自动刷新模型库树。展开 UserModels 或自定义的发布目录，即可看到刚刚发布的模型图标。该图标通常带有特定的发布标记（如锁形或打包符号），表明它是一个只读的封装模型。

2. 拖拽模型至仿真画布：从模型库中将发布的模型拖拽到新建的仿真画布中。此时，模型显示为组件形式，仅暴露外部接口（输入/输出端口、参数接口），内部结构不可见且不可编辑。

3. 检查接口与参数：双击画布上的组件，打开参数对话框。确认所有对外暴露的参数名称、单位、默认值与发布前定义的一致。例如，若发布时定义了一个名为 Kp 的比例系数参数（默认值 1.0），此处应能正确显示。

4. 连接外部信号并仿真：为组件连接信号源（如阶跃信号、正弦信号）和测量设备（如示波器、数值显示），构建完整测试回路。设置仿真时长（如 10 秒）并运行仿真。

5. 验证仿真结果：仿真完成后，检查输出曲线或数值。若发布前模型输出为 y = Kp * u（其中 u 为输入），且 Kp=2.0，则当输入为单位阶跃时，输出应为 2.0。结果一致则说明发布模型的数学行为与原始模型完全等价。

发布模型的核心价值：封装后的模型隐藏了内部实现细节（如方程、子模块结构），仅通过标准接口对外交互。这既保护了知识产权，又简化了复杂系统的集成过程。

MWORKS

若验证过程中发现接口缺失或行为异常，应返回原始模型，检查 发布设置 中的接口定义是否正确，并确保所有引用的子模型和参数均已正确解析。发布模型本质上创建了一个不可修改的“快照”，因此原始模型的任何更改都需要重新执行发布操作才能生效。

MWORKS.Sysplorer与Simulink差异

本页幻灯片是课程的第六部分，主要探讨MWORKS.Sysplorer与Simulink之间的区别。它将详细比较这两个工具在功能、应用场景和建模方法上的不同。

ODE方程组求解方法

本幻灯片介绍了求解Lorenz方程组的几种方法，包括MATLAB代码实现、Julia语言实现以及基于Simulink的框图建模方法。它展示了如何通过编程和图形化工具来解决常微分方程组。

因果建模与非因果建模

本页通过Lorenz方程的例子，展示了如何以方程的形式描述模型行为，并介绍了Modelica语言中定义模型的结构和要素，强调了这种描述方式能提高建模效率。

因果建模与非因果建模

本页探讨了因果建模与非因果建模的方式及其在模型构建中的应用。通过一个电路图示例，展示了两种建模方法，并给出了Modelica语言中电阻元件的因果和非因果模型代码。

因果与非因果建模

本页对比了因果建模和非因果建模的流程，并指出Modelica等工具在非因果建模中的优势。非因果建模允许工程师专注于数学模型本身，无需手动处理求解和编程细节，从而提高效率和模型复用性。

因果与非因果建模

本幻灯片探讨了因果与非因果建模的概念，特别是“非因果”是否意味着已知模型输出可以反推输入。通过对比传统动态逆模型和Modelica实现的动态逆模型，展示了两种不同的建模方法。

因果与非因果建模

本页介绍了因果建模与非因果建模的区别，特别是非因果建模在动态逆问题中的应用。通过Modelica语言，非因果建模可以简化高阶DAE方程的求解。

面向函数与面向对象

本页幻灯片探讨了如何根据物理现象构建系统模型，提供了两种不同的建模方法：基于输入输出函数的建模和基于物理拓扑关系的建模，并通过电路图和仿真框图进行了示例说明。

面向函数与面向对象

本页展示了在系统架构不变的情况下，如何通过调整组件型号来重新推导输入输出函数并连接组件。通过一个电阻改为电感的电路示例，详细说明了从确定输入输出信号到建立方程组，再到根据函数连接组件的整个过程。

面向函数与面向对象

本页对比了面向函数和面向对象两种建模方法。面向函数方法侧重于分析解决问题的步骤，而面向对象方法侧重于将事物分解为独立组件并描述其行为。

面向对象模型演进

本页展示了基于Modelica语言面向对象特性，通过重声明机制实现模型演进的过程。它从系统架构出发，逐步细化模型粒度，以适应不同阶段的仿真需求。

信号与物理建模对比

本页对比了信号建模和物理建模在参数表示上的异同。信号建模中的参数是无量纲数值，而物理建模中的参数具有物理量纲和实际物理意义，并支持单位换算。

信号建模与物理建模

本页对比了信号建模与物理建模的差异。信号建模仅关注数值计算，而物理建模基于物理量纲和单位制，能检测单位错误，更具实际物理意义。

接口机制与仿真结果查看

本页介绍了如何在仿真环境中查看R1组件的仿真结果信息，包括通过示波器查看信号流连接器中的数值信号，以及通过仿真浏览器查看电阻接口中传递的能量流连接器信息。强调了不同接口类型传递的信息差异。

接口机制：信号流VS能量流

本页对比了信号流连接器和能量流连接器两种不同的建模接口机制。信号流连接器传递数值信号且有固定流向，而能量流连接器传递能量，无固定流向，更符合物理实际，能减少建模工作量。

接口机制与多领域建模

本幻灯片介绍了基于能量流连接器的多领域统一建模方法，通过示例展示了如何实例化接口、定义参数和变量，并根据物理拓扑关系构建多领域系统模型。

模型封装与集成

本页讨论了当模型库组件无法满足需求时，如何通过不同方式进行模型封装与集成。它对比了Simulink和Sysplorer两种平台下的封装方法，并强调了根据机理方程直接构建的重要性。

模型封装与集成

本页介绍了模型封装与集成，特别是外部模型的集成方式。它详细说明了Syslab与Sysplorer的双向集成，包括数据融合（From/To Workspace）和接口融合（Sysplorer API、Syslab Function）。

模型封装与集成

本页幻灯片介绍了外部模型的集成方法，特别是如何将C、C++和FORTRAN77编写的函数集成到Modelica模型中。同时，也展示了Modelica模型导出为FMU的界面和功能，并强调了同元MWORKS在FMI认证方面的领先地位。

模型封装与集成

在 MWORKS.Sysplorer 2026a 中，模型封装与集成是构建复杂仿真系统的核心环节。当多个基础模型开发完成后，需要将它们封装为可复用的组件，并集成到统一的仿真框架中。以下将详细介绍这一过程的关键操作与原理。

模型封装的基本流程

模型封装的核心在于将已验证的子系统转化为独立的、可配置的模块。具体步骤如下：

1. 选择封装对象：在模型浏览器或画布中，选中需要封装的子系统或模型组。确保该子系统已通过仿真验证，所有参数和接口均已定义完整。
2. 创建封装组件：右键点击选择“创建封装”或使用快捷键 Ctrl+Shift+C。系统会自动将所选内容转换为一个封装单元，并生成对应的图标和接口定义。
3. 定义接口与参数：在封装编辑器中，为组件添加输入/输出端口。每个端口需指定数据类型（如 Real、Integer、Boolean）和物理单位。同时，将子系统内部的参数提升为封装组件的可调参数，以便在集成时灵活配置。

封装原则：封装应遵循“高内聚、低耦合”原则。组件内部逻辑应完整独立，外部仅通过预定义接口交互，避免直接引用内部变量。

模型集成的方法

封装后的组件可通过以下方式集成到更大的仿真系统中：

1. 拖拽组件：从模型库中将封装好的组件拖拽至新画布。组件会以图标形式显示，端口清晰可见。
2. 连接端口：使用连接线工具，将不同组件的输入/输出端口按信号流向连接。连接时需注意数据类型匹配，例如 Real 信号不能直接连接 Integer 端口。
3. 配置全局参数：在顶层模型中选择“参数”选项卡，可统一配置所有子组件的暴露参数。系统支持参数分组和别名定义，便于管理大规模模型。

封装集成的典型场景

在工程实践中，封装与集成常用于以下场景：

• 子系统复用：将发动机、变速箱等标准模块封装，在不同车型仿真中重复使用。
• 联合仿真：将不同学科（如机械、电气、液压）的模型封装后，通过标准接口进行联合仿真。
• 版本管理：封装后的组件可独立版本化，便于团队协作和模型库维护。

MWORKS

上图展示了封装组件在集成环境中的典型布局，左侧为组件库，右侧为集成画布。

通过上述操作，用户可以高效地完成从基础模型到复杂系统的构建，充分发挥 MWORKS.Sysplorer 在多领域物理系统仿真中的优势。

Modelica 语法概述

本幻灯片是课程的第七部分，主要介绍了 Modelica 语言的语法概览。它作为章节封面，为后续深入学习 Modelica 语法奠定了基础。

7. Modelica知识点总览

Modelica 是一种面向对象的、基于方程的物理建模语言，广泛应用于多领域工程系统的仿真。在 MWORKS.Sysplorer 2026a 中，掌握 Modelica 的核心知识点是高效建模的基础。本节将对关键概念进行系统性梳理。

核心语言要素

Modelica 语言的核心在于通过 类（class） 封装物理行为。一个典型的类包含以下组成部分：

• 变量声明：定义模型的物理量，如 Real、Integer、Boolean 等基本类型，以及 SIunits 库中的单位类型（如 Voltage、Current）。
• 方程部分：使用 equation 关键字声明物理定律，例如 v = R*i（欧姆定律）。方程是声明式的，不规定计算方向。
• 连接器（connector）：定义模型间的交互接口，通常包含势变量（如电压 v）和流变量（如电流 i）。连接器通过 connect 语句实现物理拓扑的构建。

关键建模机制

注意：Modelica 的方程求解器会自动处理代数环和微分方程，因此用户只需描述物理规律，无需手动推导计算顺序。

仿真流程中的关键操作

在 MWORKS.Sysplorer 中，Modelica 模型的仿真通常遵循以下步骤：

1. 模型编译：检查语法正确性，生成可执行代码。编译错误会提示具体的类名和行号。
2. 参数设置：在 参数 面板中为模型的 parameter 变量赋值（如电阻值 R=100）。
3. 仿真配置：在 仿真设置 中指定起始时间、终止时间、求解器类型（如 DASSL、Euler）及步长。
4. 结果分析：仿真完成后，使用 绘图 工具选择变量（如 resistor.v、resistor.i），生成时间曲线图。

MWORKS

常见建模模式

• 物理域建模：使用标准库 Modelica.Electrical.Analog、Modelica.Mechanics.Rotational 等，通过 connect 语句组合组件。
• 控制逻辑建模：利用 Modelica.Blocks 库中的传递函数、PID 控制器等块，构建信号流图。
• 混合建模：在同一模型中同时包含连续时间方程（如微分方程）和离散事件（如 when 语句），适用于电力电子系统。

掌握这些知识点后，您将能够理解绝大多数 Modelica 标准库模型的结构，并具备编写自定义组件的能力。下一节将通过实际案例演示如何将本节知识应用于完整系统的建模与仿真。

Modelica 类及内置类型

本页介绍了Modelica语言中类和内置类型作为模型基本属性的定义。它详细阐述了Modelica定义的特化类、数据类型、前缀关键词和数据属性关键词，并通过一个自由落体示例代码进行了说明。

Modelica 数组

本页介绍了Modelica中数组的概念，包括其定义、不同维度的数组类型（标量、向量、矩阵）以及数组的声明、构造、赋值、连接、索引与切片、运算等核心操作。

Modelica模型行为描述

本页展示了Modelica中通过方程和算法定义模型行为的方式。它详细列出了方程区域和算法区域中可用的各种语句和结构，并以思维导图的形式直观地展示了这些概念之间的关系。

Modelica连接与连接器

本幻灯片概述了Modelica中连接与连接器的概念，强调它们是定义组件与外部通信的关键。它列举了不同类型的连接器，并通过一个概念图和具体的液压系统模型示例进行了说明。

Modelica 函数概述

本页介绍了 Modelica 中函数的概念及其作为数学模型组成部分的重要性。它详细说明了 Modelica 提供的函数类型，包括内部函数、自定义函数以及与外部语言（如 C、C++、FORTRAN）集成的函数，并通过图示和代码示例进行了说明。

Modelica 注解与模型关联

本页介绍了Modelica中的“注解”概念，它定义了与Modelica模型关联的附加信息。内容涵盖了注解的功能，如组件参数框、图标、模型帮助文档、动态显示和文本注释的设计，并通过图示展示了注解的多种视图类型以及一个飞行控制系统的仿真模型。

Modelica模型重用

本页介绍了Modelica中模型重用的概念及其重要性，并通过面向对象图和代码示例展示了继承、实例化和重声明等重用方式。它强调了Modelica如何通过面向对象特性提高建模效率。

Modelica事件与弹跳小球仿真

本幻灯片概述了Modelica中事件（系统变量瞬时、不连续变化）的概念，并通过一个“弹跳小球”的Modelica代码示例和仿真结果，具体展示了事件的触发、处理和抑制机制。

感谢与展望

本页是演示文稿的结束页，表达了感谢，并展望了公司在知识规范、协同生态、工业模型、可控平台、工业创新和先进软件方面的发展方向。