文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
基于多领域模型分析的参数优化设计
姓名:张昌杰
申请学位级别:硕士
专业:数字化设计与制造
指导教师:吴义忠
20070529
华中科技大学硕士学位论文
摘要
随着科学技术的高速发展,产品结构和功能日趋复杂。现代机电产品通常是机
械、电子、液压、控制等多领域子系统的综合体,传统单领域仿真工具不能满足其设
计分析需要。近些年 Modelica 语言在复杂机电产品分析设计中得到了长足的发展。所
以,基于多领域模型分析的参数优化是多领域建模与仿真的趋势,有着良好的工程应
用前景。
本文基于华中科技大学 CAD 中心自主研发的多领域建模仿真平台 MWorks,研究
基于多领域模型分析的参数优化问题,是台进行的仿
真优化技术研究之初探。本文的研究从多领域优化建模、优化流程设计与实现以及优
化求解算法研究等几个方面展开。
多领域优化建模技术是参数优化的前提。本文研究了仿真优化模型的混合表达和
优化模型中的状态变量和设计函数(包括约束函数和目标函数)的几种常用的取值类
型,其中比较详细的讨论了上升时间、振荡时间和最大超调量等类型函数值的计算方
法;研究并实现了支持多方案统一优化的多实例建模技术,以及通过编译器功能实现
启发式建模方法。
优化求解方法是参数优化的关键。本文研究并实现了 MWorks 中参数优化的流程
设计,完成了多种优化算法的移植和对象封装,并根据优化算法的特点和优化模型的
特性,研究了针对具体问题的优化算法的自适应选择。
基于上述研究,在 MWorks/Optimization 模块中实现了基于多领域模型分析的参数
优化设计,并在文章最后给出了典型的参数优化实例,验证了优化方法的有效性。

关键词:多领域建模与仿真 Modelica 仿真优化参数优化多实例
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Along with advance in science and technology, modern products are increasingly
complex. Modern electromechanical products generally posed of subsystems from
multiple engineering domains such as mechanic, electric, hydraulic, and control system
components, and traditional single-domain simulation tool can not meet the needs of its
design and analysis. In recent years the Modelica language has been fully developed in the
analysis and design plex electromechanical products. So parameter optimization based
on multi-domain model analysis is the trend of multi-domain modeling and simulation and
owns fine technical application foreground.
This paper is based on the development of platform MWorks, which is a multi-domain
physical modeling and simulation system developed by CAD center of HUST independently,
the problem of parameter optimization based on model analysis in multi-domain is studied,
and it is the first domestic material discussing the simulation optimization based on Modelica
language and multi-domain modeling and simulation platform. Parameter optimization is
studied from the aspects of multi-domain