函数的 Modelica 和事件生成

Modelica and Event generation of Functions

我试图了解在 Modelica 中何时生成事件。在函数上下文中,我注意到了我没有预料到的行为:函数似乎会抑制事件生成。

令我惊讶的是,据我所知,Modelica 参考文献中并未明确说明这一点。 例如,如果我在 OpenModelica 1.17.0 的 OMEdit 中 运行 这个 model

model timeEventTest

Real z(start=0);
Real dummy(start=0);

equation

der(z) = dummy;

algorithm
 
if time > 10 then
dummy := 1;
else
dummy := -1.;
end if;

end timeEventTest;

我在 OMEdit

的求解器 window 中得到以下输出
    ### STATISTICS ###
    timer
    events
        1 state events
        0 time events
    solver: dassl
       46 steps taken
       46 calls of functionODE
       44 evaluations of jacobian
        0 error test failures
        0 convergence test failures
    0.000122251s time of jacobian evaluation
    The simulation finished successfully.

除了求解器(我使用 dassl)将 time=10 的事件解释为 state 事件 而不是 time 事件,行为符合预期。 但是,如果我改为 运行 (数学上相同) model

model timeEventTest2

Real z(start=0);

equation

der(z) = myfunc(time-10); 

end timeEventTest2;

myfunc 定义为

function myfunc
input Real x;
output Real y;

algorithm

if x > 0 then

y := 1;

else 

y:= -1;

end if; 

end myfunc;

我在 OMEdit 中获得以下输出

### STATISTICS ###
timer
events
    0 state events
    0 time events
solver: dassl
   52 steps taken
   79 calls of functionODE
   63 evaluations of jacobian
   13 error test failures
    0 convergence test failures
0.000185296s time of jacobian evaluation
The simulation finished successfully.

不仅时间 = 10 的事件未被检测到,求解器甚至遇到了一些麻烦,如错误测试失败所示。 这是一个微不足道的例子,但是,我可以想象,按功能明显抑制事件可能会导致更大的 models 出现市长问题。 我在这里错过了什么?我可以强制严格触发函数内的事件吗? 一些内置函数也会触发事件,例如div 和 mod(奇怪的是,sign 和 abs 没有)。

编辑:显然,您需要 运行 示例的时间至少 > 10 秒。我运行模拟到20s.

Modelica 中的函数通常不会生成事件。

请参阅 Modelica 规范中的 8.5 Events and Synchronization

All equations and assignment statements within when-clauses and all assignment statements within function classes are implicitly treated with noEvent, i.e., relations within the scope of these operators never induce state or time events.

但可以更改此行为: 在函数中添加注解GenerateEvents=true

但是,对于某些 Modelica 模拟器(使用 OpenModelica v1.16.5 和 Dymola 2021x 进行测试)来说,这似乎还不够。

要使其在 OpenModelica 和 Dymola 中工作,您必须添加 Inline 注释,或者您必须在一行中分配函数输出。

因此,如果您按如下方式重写函数,您将获得一个状态事件:

function myfunc
  input Real x;
  output Real y;
algorithm 
  y := if x > 0 then 1 else -1;
  annotation (GenerateEvents=true);
end myfunc;

或者通过另外添加 Inline 注释:

function myfunc
  input Real x;
  output Real y;
algorithm 
  if x > 0 then
    y := 1;
  else
    y := -1;
  end if;
  annotation (GenerateEvents=true, Inline=true);
end myfunc;

状态事件 vs 时间事件

要将 timeEventTest 中的状态事件变为时间事件,请将 if 条件更改为

if time > 10 then

Modelica 规范的第 8.5 Events and Synchronization 章也介绍了这一点。只有以下两种情况触发时间事件:

  • 时间 >= 离散表达式
  • 时间 < 离散表达式