物理コンポーネントのモデリング

信号ダイアグラムと物理コンポーネントダイアグラム

動的システムのモデリングプロセスには、入力および出力ポートのネットワークを通してデータを交換するブロックを組み合わせる作業を含みます。基本的なActivateブロックを使用して物理システムをモデリングすることは可能ですが、そのプロセスでは、物理コンポーネントの挙動を表す陰的方程式を陽的な形式に変換する必要があります。また、そこで得られるダイアグラムは、次の図に示すように、コンポーネントベースのダイアグラムとは対照的に、本来とは異なる外観になります。

Figure 1. コンポーネントベースのダイアグラム（左）とActivateのダイアグラム（右）

通常のブロックが物理コンポーネントのモデリングにあまり適さない根本的な理由は、コンポーネントポートはコネクターであり、（ブロックポートと異なり）入力または出力として指定する必要がないことです。コンポーネントは、ポートの信号に汎用的な拘束をもたらします。例えば、抵抗器はそのポート上の電流と電圧の関係を指定します。特に、流入する電流の合計はゼロであり、電圧の差は電流と比例していますが、このコンポーネントではいずれかの電流または電圧が入力または出力になる必要はありません。

陰的ブロックを使用したモデリングの利点

物理コンポーネントのモデリングに適した方法は、ブロックの挙動が式で表現される陰的ブロックを使用することです。ブラックボックスとみなすことができる通常のブロックと異なり、陰的ブロックは対応するコンポーネントの陰的方程式は明白になっています。本ソフトウェアではシンボリック処理によってこれらの式を取り込み、陰的ブロックの相互接続から取得したモデルに対する効率的なコードを生成できます。陰的ブロックの挙動のシンボリック仕様は、Modelica言語によって行われています。結果のモデルは非常に効率的で、次の図に示すように、従来型の物理コンポーネントと非常によく似ています。

Figure 2. 従来型のダイアグラム（左）と陰的ブロックを使用したActivateのダイアグラム（右）

コンポーネントモデルとブロックモデルの結合

コンポーネントモデルとブロックモデルは、次のダイアグラムのように、特別なインターフェースブロックを使用して相互接続できます。

物理コンポーネントのモデリングの詳細については、 Extended Definitions for Advanced Users ガイドをご参照ください。