FMU中時間概念的連續性和離散性實際上是變量的屬性。并且FMU都能夠包含連續時間的變量或是離散時間的變量。在模型交換類型和聯合仿真類的FMU通信中可以看到這一點。

在FMI2.0中通過通信點來進行數據交換的通信結構是離散的。

一、模型交換：導入工具提供求解器

• 仿真工具之間模型集成非常緊密。
• 在導入工具和模型之間的接口非常復雜。
• 導入工具必須提供合適的求解器。

二、聯合仿真：導出工具提供求解器

• 模型和求解器之間有著緊密的耦合關系。
• 導入工具和模型之間的接口相對簡單。
• 可以選擇不同的聯合仿真算法和通信步長來實現更穩定精確的仿真方案。

三、聯合仿真的接口 Interface

通信時間步長可以和內部步長不同，通信時間步長主要是不同FMU之間交換信息，而在各自的內部可以時是不同的可變時間步長。

在聯合仿真接口中，參數會根據FMI標準有著典型的調用順序：

• 得到輸出：fmiGetXXX(...)
• 觸發計算直到下一個通信節點：fmidoStep(...)
• 設置輸入值：fmi2SetXXX(...)
  

以C代碼為例：

• 使用FMI2Instantiate函數實例化FMU

CALL (FMI2Instantiate(S, resourceURI, fmi2CoSimulation, modelDescription->instantiationToken, fmi2Flase, fmi2Flase))

其中涉及到的參數分別是FMI實例、FMU資源的URI、聲明FMU的類型為聯合仿真、唯一標識符、是否顯示FMU的GUI和是否啟動日志記錄的參數。

• 應用初始值和輸出

CALL(applyStartValues(S,settings)); CALL(FMIApplyInput(S,input,setttings->startTime,true,true,false));

• 設置參數并進入初始化模式，如果有FMU初始狀態文件的話，可以在實例化FMU后執行

CALL(FMI2SetupExperiment(S,settings->tolerance>0,settings->tolerance,settings->startTime,fmiFalse,0)); CALL(FMI2EnterInitializationMode(S)); CALL(FMI2ExitInitializationMode(S));

• 進入仿真循環，按照時間步長進行采樣和應用輸入

or(ubsignedlongstep=0;;step++){constfmi2Realtime=settings->startTime+step*settings->outputInterval;... CALL(FMISample(S,time,result)); CALL(FMIApplyInput(S,input,time,true,true,false)); ...... constFMIStatusdoStepStatus=FMI2DoStep(S,time,settings->outputInterval,fmiTrue); ...... CALL(FMIGetBooleanStatues(S,fmi2Terminated,&terminated)) ...... CALL(FMI2GetRealStatus(S,fmi2LastSuccessfulTime,&lastSuccessfulTime)); CALL(FMISample(S,lastSuccessfulTime,result)); ......

聯合仿真算法作用

• 聯合仿真算法不屬于FMI標準的一部分，其作用主要是用于：
• 推進整個仿真系統的時間，使得各個子系統的FMU組件在每個時間步長上同步執行仿真計算，即代碼中仿真循環的部分。
• 交換輸入和輸出數據。
• 觸發時鐘信號，用于同步不同仿真組件或觸發某些操作，即代碼中。

settings->startTime+step*settings->outputInterval;FMI2DoStep(S,time,settings->outputInterval,fmiTrue);

• 處理事件，例如狀態變化、外部輸入、內部條件觸發等，即代碼中。

CALL(FMI2GetRealStatus(S,fmi2LastSuccessfulTime,&lastSuccessfulTime));CALL(FMISample(S,lastSuccessfulTime,result));

四、模型描述文件是并行的

模型描述文件modelDescription.xml包含了關于FMU所有的靜態信息，其定義了FMU支持的接口類型，無論是模型交換或是聯合仿真，同時解釋了模型變量，包括了輸入、輸出以及相關參數，以便導入工具進行訪問。

除此之外也會包含模型接口的一些信息，比如模型連接時數據是符合輸入輸出的。

并且在模型描述文件中還會聲明一些屬性標志，比如“needsExcutionTool”，這一屬性表示需要特定的程序或是特定的庫文件才能夠執行FMU，所以在導入FMU時，在導入工具中需要一個額外的包裝Wrapper，并不真正的參與計算，而是用來實現模型、求解工具和執行之間進行通信。

作者介紹

崔工

康謀科技仿真測試業務技術主管，擁有超過5年的汽車仿真測試及自動駕駛技術研發經驗，熟練掌握仿真測試工具和平臺，如aiSim、HEEX等，能有效評估和優化自動駕駛系統的性能和安全性。擁有出色的跨文化溝通能力，成功帶領團隊完成多項海外技術合作項目，加速了公司在自動駕駛技術上的國際化進程。作為技術團隊的核心，領導并實施過大規模的自動駕駛仿真測試項目，對于車輛行為建模、環境模擬以及故障診斷具有獨到見解。擅長運用大數據分析和人工智能技術，優化仿真測試流程，提高測試效率和結果的準確性。