| 学科主题: | 计算机科学技术基础学科::算法理论
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| 题名: | Modelica建模软件中求强连通分量与拓扑排序算法优化的研究 |
| 作者: | 魏欣
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| 答辩日期: | 2009-06-26
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| 导师: | 曹建文
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| 授予单位: | 并行计算中心
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| 授予地点: | 软件所5号楼336
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| 学位: | 硕士
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| 摘要: | Modelica语言仿真建模在科研工作中已经得到了广泛应用。它能方便地对包含机械、电子、液压、控制、热流等领域的复合物理系统进行基于组件的仿真。现有基于Modelica语言的仿真建模软件支持图形化建模和文本建模两种方式，集成了面向对象、陈述式描述、统一建模、组件重用的优势，给科研工作带来了巨大的便利。
Modelica软件仿真的过程可归结为微分代数方程(differential algebraic equation,DAE)系统的求解。在求解DAE系统时，需要对DAE系统进行约简，直到庞大的DAE系统约简为目前自动求解方法成熟的ODE系统，或约简为方程个数不多的、指标较低的DAE系统，才能使Modelica建模仿真软件具有工业上的应用价值。在约简DAE系统之前，需要对之进行预处理，根据方程之间的数据依赖关系进行拓扑排序，确定求解顺序。排序的过程对应着将DAE系统结构关联矩阵进行块状下三角(block lower triangle,BLT)变换。寻找强连通分量和拓扑排序是对DAE系统进行预处理的重要组成部分。
本文剖析了Modelica软件在仿真时的运行机制，使用几个实例来详细描述在仿真过程中，Modelica软件完成的工作。在寻找强连通分量和拓扑排序这一步，本文提出了使用Kosaraju算法的策略，对由模型得到的有向图直接使用Kosaraju算法，得出DAE系统的求解顺序。文章叙述了强连通分量的含义，并阐述了在求强连通分量时的理论依据，由此引出了Tarjan算法和Kosaraju算法，再分析和比较Tarjan算法和Kosaraju算法，对比了两种策略的优劣，并进行了实验。同时，本文分析了OpenModelica软件包的结构，修改了软件包在寻找强连通分量及拓扑排序相关模块的代码。 |
| 语种: | 中文
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| 内容类型: | 学位论文
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| URI标识: | http://ir.iscas.ac.cn/handle/311060/206
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| Appears in Collections: | 并行计算实验室 _学位论文
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| Recommended Citation: | |
魏欣. Modelica建模软件中求强连通分量与拓扑排序算法优化的研究[D]. 软件所5号楼336. 并行计算中心. 2009-06-26.
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