Modelica：层次模型中的方程平衡

Question

我有以下简单的分层模型，其中包含室内的反应。反应模型只是将质量速率设置为质量，并连接到包围它的腔室。

connector Conn
  Real mass;
  flow Real massRate;
end Conn;

model Reaction
  Conn conn;
equation
  conn.massRate = conn.mass;
end Reaction;

model Chamber
  Real mass(start = 1);
  Reaction reaction;
  Conn conn;
equation
  conn.mass = mass;
  der(mass) = conn.massRate;
  connect(reaction.conn, conn);
end Chamber;

现在在我看来，总共有五个变量：mass、reaction.conn.mass、reaction.conn.massRate、conn.mass 和 conn.massRate。并且有五个方程：两个在方程部分，即。

conn.mass = mass
der(mass) = conn.massRate

一个反应

reaction.conn.massRate = reaction.conn.mass

还有两个来自连接方程：

reaction.conn.mass = conn.mass
reaction.conn.massRate = conn.massRate

所以我们有五个变量的五个方程。求解器逻辑可以像这样简单地组合这些方程

der(mass) = conn.massRate = reaction.conn.massRate = reaction.conn.mass
= conn.mass = mass

由于质量有一个起始值，所以 Bob 是你的叔叔。 mass 应该随着时间的推移而增加。但是我的模拟环境（Wolfram|One）说

Error: Simulation model is not globally balanced, having 1 variable and 2 equations.

有人可以解释发生了什么吗？请注意，如果我将反应器带到腔室外（将反应中的符号反转为conn.massRate = -conn.mass），它会按预期工作。

Answer 1

这在 Modelica 规范的“4.7 平衡模型”部分中有描述。

问题是房间有一个顶级连接器conn，还有一个与之相关的方程式；例如conn.massRate=0; 对应于分层模型中的默认连接连接器。这不仅是一个方程式太多 - 它也是错误的。

此外，如果您将腔室用作子模型，并且想要添加外部流进/出腔室，您可以连接到 conn - 但方程式没有意义。

当您将反应堆移出腔室时，您会避开那个悬空的连接器。 另一种可能更清楚的选择是有两个模型，例如：

  model Chamber
    Reaction reaction;
    MassPart source;
  equation 
    connect(reaction.conn, source.conn);
  end Chamber;

  model MassPart
    Conn conn;
    Real mass(start=1);
  equation 
    conn.mass = mass;
    der(mass) = -conn.massRate;
  end MassPart;

（假设我得到了正确的标志部分）。在这里，当您为连接器的流量变量添加一个方程时，您可以看到 MassPart 和 Reaction 本身具有相同数量的方程和变量。