科普：多领域分布式协同仿真

本文介绍: 分布式协同仿真能够更高效地处理大规模、复杂的仿真工作，更全面地理解系统的交互作用和影响，其可复用性则提高了模型的可维护性和可扩展性，对于系统设计、优化与问题解决有着重要意义。

分布式协同仿真有以下特点：

1.集成多学科仿真模型：分布式协同仿真能够集成来自机械、电气、电子、控制、通信等多个学科领域的仿真模型，是其核心特点之一。

2.分布式计算：仿真模型在分布式计算环境中运行，可以分布在不同的计算节点上，使系统能够更高效地处理大规模、复杂的仿真任务。

3.协同仿真：不同领域的仿真模型能够协同工作，实时共享仿真结果和数据，有助于更全面地理解系统的交互作用和影响。

4.支持实时决策：分布式协同仿真通过实时共享仿真数据支持实时决策制定。这对于系统设计、优化和问题解决非常重要。

5.模型可重用性：由于模型是基于模块化的原则构建的，不同领域的模型可以在其他项目中实现复用。

总体来说，分布式协同仿真能够更高效地处理大规模、复杂的仿真工作，更全面地理解系统的交互作用和影响，其可复用性则提高了模型的可维护性和可扩展性，对于系统设计、优化与问题解决有着重要意义。

分布式协同仿真可应用于下列领域：

Di g iTh read是一款国产自主可控的多领域分布式协同仿真平台，基于DDS（数据分发服务）通信模式并通过协同仿真软总线连接多种仿真模型，可实现点对点的数据通讯，已被广泛应用于复杂系统集成仿真和数字孪生等。本文将简要介绍使用一个应用Di g iThread进行分布式协同仿真的案例，整体架构图如下：

该案例中，首先利用天目全数字实时仿真软件SkyEye仿真运行C6713处理器，搭建一个模拟输出两路PWM信号的嵌入式系统；接着引入一个C模型，用于接收仿真输出的PWM信号，通过该模型内部的校准算法对PWM信号进行滤波、补偿处理；最后将校准后的PWM信号输出到Si m ul in k，驱动控制系统模型。

在此基础上，本案例还加入了电控上位机。SkyEye 支持与上位机软件通过网络的形式进行连接：

该案例在Di g iThread上搭建的仿真工程示意图如下：

1. C6713 SkyEye作为SkyEye仿真芯片模型，部署在192.168.0.98节点；

2. C_PWM作为算法模型，部署在192.168.0.31节点；

3. C6713Si m ul ink_Ve rs ion2016b作为控制系统模型，部署在192.168.0.77节点。

上述三个节点中，由192.168.0.31作为本机主控节点，整个协同仿真的过程将在主控节点上进行工程创建、模型搭建、端口数据订阅、IP配置、模型部署、初始化、仿真、仿真数据回放等操作；另外两个节点根据接收到的来自主控节点的仿真命令，操控对应的仿真模型。

下图为在电控上位机调节占空比时，Di giThre ad监视窗口以及Sim ul ink Sco p e中发生的波形变化。从图片中可以看到，在21.9s ~ 21.95s之间，电控上位机进行了占空比调整动作，此时C6713 SkyEye模型收到上位机的指令，完成计算后作出响应，此时对SkyEye模型的输出监视如下图左侧波形所示。右侧为C6713Sim ul ink_Ve rs ion2016b模型接收到数据后输出的响应波形。