浅谈FMI建模技术的基本原理

蔡昀彤

摘 要：现代社会对于通过建模仿真来进行分析的方法越来越重视。FMI技术可以将不同类型、不同产生方式的仿真模型集成起来发挥协同作用。该技术通过定义好的模型规范，使用现有模型工具的技术上，将已有模型导出成FMU模型进行集成运行。该文阐述了FMI技术的基本原理，介绍了FMU的两种实现形式。

关键词：FMI 建模 仿真 FMU

中图分类号：P531 文献标识码：A 文章编号：1674-089X（2017）06（b）-0014-02

FMI英文全称the Functional Mock-up Interface，直译过来就是功能模型接口。FMI技术是一个全球行业标准，该标准的目的是让使用不同仿真环境，不同类型的复杂模型能够进行联合仿真。

随着科学技术的飞速发展，仿真逐渐成为了系统分析的主要工具和手段。从学术研究到各行各业，过多的仿真工具同时存在并被使用着。这些工具支持非常多样的仿真语言，针对不同专业的不同系统，例如机械、电子、数字、模拟、连续或者离散等。非常遗憾的是，这些工具很少能够交换数据并且同步工作。这在如今的数字化的时代，越来越成为一个阻碍[1]。

在这种情况下，FMI标准应运而生。FMI定义一个XML纲要来描述仿真组件，并且定义了一个C语言API（即應用程序接口）来要求仿真组件必须实现某些接口。依照FMI规范建立的模型组件叫做functional mock-up units，即FMU。FMU通常是通过某些支持FMI技术的仿真工具，将已经建立好的模型导出成FMU。这些导出的FMU再接着被导入到一个主仿真平台中，在该主仿真平台通过调用FMI应用程序接口上完成对这些导入模型的集成仿真。一个小型的FMU联合仿真场景如图1所示。

FMI规范分为模型交换和协同仿真两种形式，两者的区别主要在于带不带求解器。模型交换方式要求主仿真平台的求解器处理仿真集成的数据因而不带求解器，而协同仿真的方式下每一个FMU组件自行进行积分求解[2]。

该文简要阐述了FMI技术的发展背景，叙述了FMI技术的实现方式，辨析了FMI技术的两种不同应用方式，对于进一步的应用该技术打下了基础。

参考文献

[1] Bogomolov， S.， Greitschus， M.， Jensen， P. G.，