Créer des modèles pour Simulation

L'exemple que nous avons étudié dans la section Fonctionnement de ce guide était volontairement trivial. Dans cette section, nous examinerons ces étapes plus en détail, y compris les options de configuration des modèles. Enterprise Architect offre une grande flexibilité et permet de définir des modèles simples à usage unique ou de créer des modèles polyvalents sophistiqués basés sur une bibliothèque qui peuvent être réutilisés dans plusieurs projets et domaines à l'aide de différents ensembles de données et contextes. Dans cette rubrique, nous explorerons certaines de ces options de configuration des modèles afin qu'ils soient adaptés à l'objectif et qu'ils génèrent les résultats d'ingénierie requis.

Création d'un Paquetage Modèle de Simulation

Un Paquetage Modèle peut être configuré à n'importe quel endroit de la fenêtre Navigateur , mais il est généralement considéré comme une bonne pratique de configurer un Paquetage Simulations sous chaque projet ou initiative. Celui-ci peut alors contenir des sous-paquets pour chaque simulation. Il est prévu que pour un projet donné, un certain nombre de simulations différentes puissent être nécessaires. Il est également probable, comme indiqué dans la section Ensembles de données, qu'une organisation souhaite réutiliser certaines des simulations dans plusieurs projets. Ces simulations peuvent être configurées dans le Navigateur de projet et définies à un niveau supra-projet, par exemple au niveau d'une entreprise, d'une organisation ou d'un service d'ingénierie. Elles peuvent ensuite être incluses dans un diagramme au niveau du projet, indiquant qu'elles sont applicables à un projet ou à un contexte de problème donné. Il est également probable qu'une équipe d'ingénierie souhaite réutiliser les Types de valeur et leurs bibliothèques de quantités et d'unités concomitantes entre les projets, et ceux-ci, comme indiqué dans une rubrique précédente du guide, sont mieux définis et modélisés à un niveau supra-projet.

Enterprise Architect utilise le mécanisme d'importation Paquetage SysML pour garantir que les types de valeur définis au niveau de l'entreprise peuvent être inclus et réutilisés à chaque niveau Paquetage Simulation . La structure contient généralement les Paquetages suivants :

1. Types de valeur (spécifiques à ce projet)
2. Blocs
3. Propriétés

Dans la section suivante, nous apprendrons à créer et configurer l'artefact Simulation SysML, stéréotypé comme <<SysMLSimConfiguration>>.

Créer les éléments Simulation

L'effort principal dans la préparation d'une simulation réside dans la définition des éléments du modèle, en utilisant le SySML avec le niveau de précision approprié pour permettre à la plateforme OpenModelica d' exécuter la simulation. Il existe plusieurs façons de définir les modèles, et dans ce guide, nous nous concentrerons sur la méthode la plus robuste et la plus flexible, car c'est celle qui sera utilisée par la plupart des ingénieurs et des équipes en exercice.

À ce stade, il est utile d'aborder le sujet de la simulation pour s'assurer que nous comprenons sa pertinence et sa connexion avec d'autres parties du modèle, et comment les éléments de simulation peuvent être connectés à d'autres éléments du modèle tels que Exigences , les cas Test et plus encore. En règle générale, les simulations sont utilisées comme un moyen d'étudier un problème cyber-physique sans avoir à construire un modèle physique long et souvent coûteux. La simulation peut faire partie d'une analyse de problème, d'une analyse de compromis, d'une analyse de performance ou d'un certain nombre d'autres investigations. Les blocs définis dans le cadre de la simulation peuvent être alloué à des éléments comportementaux et finalement à Exigences .

Les premiers éléments à créer sont les blocs, qui sont les éléments structurels fondamentaux de la solution. Nous avons appris à le faire dans un exemple précédent ; ce diagramme montre un certain nombre de compartiments qui contiennent des éléments, à savoir les propriétés.

En préparation de la définition des équations qui définissent le comportement du système pendulaire, nous allons définir les types valeur nécessaires pour garantir la précision du modèle et vérifier que les paramètres de simulation sont correctement spécifiés. Cela se fait à l'aide d'un diagramme de définition Bloc (bdd), en utilisant l'élément Type de valeur disponible dans la boîte à outils Diagramme .

L'étape suivante consiste à définir les contraintes à l'aide de ConstraintBlocks. Ces éléments nous permettent de définir les équations Modelica qui régiront le comportement du système modélisé, dans notre cas, un pendule. Comme décrit précédemment dans ce guide, les ConstraintBlocks sont définis sur un diagramme de définition Bloc et comportent une série de paramètres définis et une contrainte qui exprime ces paramètres dans une équation écrite dans Modelica. Par exemple, l'équation qui contraint l'aspect vertical du pendule s'écrit comme suit :

m * der(vy) = -(y/L) * F - m * g

Notez les mots-clés de Modelica tels que « der » qui signifie une dérivée du premier ordre. L est la longueur (paramètre) du pendule, g est l'accélération due à la gravité (constante), m est la masse (paramètre) du pendule, x et y sont les coordonnées dans l'espace bidimensionnel et F est la force. Notez que Modelica utilise :

L'étape suivante consiste à créer les diagrammes Paramétriques qui lient les équations entre elles. Comme indiqué précédemment dans le Guide, ces diagrammes sont un type spécialisé de diagramme Bloc internes et contiennent des instances de ConstraintBlocks appelées ConstraintProperties qui exposent leurs paramètres, qui sont liés par des connecteurs à des paramètres sur d'autres ConstraintProperties.

Spécification d'un artefact de configuration

L'artefact Simulation SysML est l'élément qui lie les éléments du modèle à la plateforme OpenModelica. Les éléments du modèle exprimés dans SysML sous la forme de blocs, de blocs de contrainte et de leurs propriétés de contrainte associées liés entre eux sur diagrammes Paramétriques apparaissent dans la fenêtre Simulation et peuvent être configurés avec d'autres paramètres pour piloter la simulation.

La première étape de la configuration de ce facilité consiste à créer un élément de configuration SysMLSim, disponible à partir de la page de la boîte à outils « Artefact », comme indiqué dans cette capture d'écran.

Enterprise Architect effectue la majeure partie du travail de remplissage de la fenêtre Configurer la Simulation SysML. L'ingénieur doit simplement sélectionner le Paquetage à l'aide de l'icône du panneau « Configuration » de la fenêtre Artefact Simulation .

Enterprise Architect affiche la fenêtre de sélection Paquetage et, une fois le Paquetage sélectionné, le panneau « Configuration » est renseigné avec les Blocs, les Blocs de Contraintes et les Types de Valeur du modèle. À partir de ce point, les valeurs peuvent être saisies pour divers paramètres ou des ensembles de données peuvent être définis. Les paramètres de configuration de la simulation peuvent être saisis et la simulation est prête à être exécuter .

Une fois les données saisies pour la simulation, y compris les valeurs Démarrer et Arrêter et les formats de sortie, la Simulation peut être exécuter en sélectionnant le bouton Résoudre comme indiqué dans cette illustration d'écran.