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SystemSimulationApp/AmesimModels/test_mql/README.md
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Raw Blame History

test_mql

本目录记录从 AMESim 模型 test_mql.ame 迁移到 PythonModels 的当前状态。

模型命名

  • 仓库内模型名：test_mql
  • Python 系统类：TestMqlSystem
  • Python 配置解析类：TestMqlConfig
  • Python 运行入口：PythonModels/scripts/run_test_mql.py

源文件

  • AMESim 源模型：AmesimModels/test_mql.ame
  • 该 .ame 文件本质是一个 tar 包，内部包含 test_mql_.cir、test_mql_.param、test_mql_.modelinfo、test_mql_.sim、test_mql_.data、test_mql_.results、test_mql_.var 等文件。
  • test_mql_.results 是 AMESim 主时序结果文件；test_mql_.data 是配套结果/数据文件。

当前新增文件

  • PythonModels/systems/test_mql.py

    • 记录 AMESim 组件清单、全局参数、子模型分布、连接拓扑和 AMESim modelinfo 状态数。
    • 当前是结构化 Python 迁移骨架，不是完整 AMESim 物理方程复刻。

  • PythonModels/systems/test_mql_config.py

    • 提供 TestMqlConfig.from_amesim_specs()。
    • 负责把 AMESim 全局参数和组件参数解析成后续可用的 Python 配置对象。
    • test_mql 默认工质已按 AMESim 模型确认设为氦气。
    • 已支持常量、全局参数引用、四则运算、括号和 AMESim 风格的 ^ 指数表达式。
    • 非数值文本会保留为 None，后续按具体子模型显式处理。

  • PythonModels/scripts/run_test_mql.py

    • 提供独立运行入口。
    • 当前输出结构摘要和基础序列，后续逐步接入真实物理方程。

  • tests/test_test_mql_structural.py

    • 保护组件数、连接数、状态数、全局参数和关键子模型计数。

  • tests/test_test_mql_config.py

    • 保护全局参数解析、AMESim 表达式解析、按子模型分组、默认氦气工质和典型组件参数解析。

  • PythonModels/core/peng_robinson.py

    • 提供 Peng-Robinson 状态方程小物性库。
    • 当前覆盖压缩因子、摩尔体积、密度和由密度反算压力。
    • 已内置 HELIUM_PR，供 test_mql 默认使用。

  • PythonModels/components/amesim_pneumatic.py

    • 提供 test_mql 后续会用到的 AMESim 气动组件原语。
    • 当前包含氦气 PR 压力闭合的气动容腔、标准可压缩孔口流量、单位换算 helper。
    • 这层仍是首版近似原语，后续必须通过 AMESim 结果对齐修正。

  • PythonModels/reporting/amesim_results.py

    • 直接解析 .ame 包内的 AMESim 二进制结果。
    • 当前已确认 test_mql_.results 结构为：2 个 int32 头字段、1116 个保存变量映射、1002 行 time + 1116变量 的 double 时序矩阵，以及尾部 time + 1278变量终值。

  • tests/test_amesim_results.py

    • 保护 test_mql_.results 的时间轴、变量数量、Data_Path 映射和典型样本值。

  • PythonModels/reporting/test_mql_comparison.py

    • 提供 test_mql 专用的 AMESim/Python 时序对齐工具。
    • 按 AMESim Data_Path 做时间插值、最大绝对误差、平均绝对误差、最大相对误差和终值误差统计。
    • 可导出 test_mql_amesim_baseline.csv 和 test_mql_amesim_comparison.csv，供后续组件方程校验使用。

  • tests/test_test_mql_comparison.py

    • 保护 AMESim 原始序列零误差对齐、粗时间步插值、偏移误差统计、缺失变量报错和 CSV 输出。

  • PythonModels/systems/test_mql_pneumatic.py

    • 把 AMESim 配置中的 PNCH023、PNCH012、PNOR001、PNVO001 装配成 Python 气动对象。
    • 当前覆盖 4 个固定气室、8 个变容气室、8 个固定孔口、8 个可变孔口，alias 沿用 AMESim 原名。
    • 初始压力按 AMESim 全局参数 P0=153 bar 和大气压 1.013 bar 转成 15198700 Pa。

  • tests/test_test_mql_pneumatic.py

    • 保护气动装配数量、alias、氦气工质、气室体积、孔口面积/流量系数和基础质量流量计算。

  • PythonModels/reporting/test_mql_variables.py

    • 建立 AMESim Data_Path 到信号名、组件/连接 alias、owner 类型和子模型的变量目录。
    • 当前 1100 个有 Data_Path 的变量全部可归属，其中组件变量 712 个、连接/管路变量 388 个。

  • tests/test_test_mql_variables.py

    • 保护变量目录覆盖率、组件变量映射、连接变量映射、子模型计数和非法 Data_Path 报错。

  • PythonModels/systems/test_mql_lines.py

    • 把 AMESim CONNECTION_SPECS 中的管路连接装配成 Python 管路目录。
    • 当前覆盖 PNL0001 20 条、PNL0002 8 条、PNL0003 8 条、PNL00R 4 条，共 40 条。
    • 保留 pneumatic_* alias、源/目标组件端口、C-R/R-C-R/C-R-C/R 模式和对应 Data_Path。

  • tests/test_test_mql_lines.py

    • 保护管路数量、拓扑端口、管路模式、典型 Data_Path 和子模型分组。

  • PythonModels/systems/test_mql_mechanical.py

    • 把 AMESim 配置中的 PNRP17、MECMAS21、LSTP00A、LMECHN1 等机械相关组件装配成 Python 参数目录。
    • 当前覆盖 8 个气动活塞、10 个质量/端止动、8 个弹性端止动、2 个机械节点、16 个零力源和 2 个力连接器。
    • 保留 AMESim alias 和对应 Data_Path，并把直径、刚度、阻尼、穿透距离等参数换算到 SI 单位。

  • tests/test_test_mql_mechanical.py

    • 保护机械组件数量、活塞面积、质量端止动参数、载荷质量行程限制、弹性端止动参数、机械节点端口数、单位换算，以及 8 个活塞/8 个弹性端止动的 AMESim 末端样本对齐。

  • PythonModels/components/amesim_mechanical.py

    • 提供 AMESim 机械侧小原语，当前覆盖 PNRP17 活塞腔几何和 LSTP00A 弹性端止动接触力。
    • 活塞腔长度、体积、体积变化率已用 length@pn_brp2_*、vol1@pn_brp2_*、vvol1@pn_brp2_* 的 AMESim 样本校验。
    • 端止动接触力已按 gap@elasticendstop_*、f1@elasticendstop_* 和阻尼速度样本校验。

  • tests/test_amesim_mechanical_components.py

    • 保护机械原语单位换算、活塞几何、活塞体积变化率和弹性端止动接触力。

物性约定

AMESim 模型中 test_mql 使用氦气，Python 侧当前通过 HELIUM_PR 使用 Peng-Robinson 状态方程计算气体压缩因子和密度。当前物性层先覆盖状态方程相关量，完整焓/内能偏差函数后续在接气室能量方程时再补。

当前提取结果

  • 组件数：117
  • 连接数：84
  • AMESim 连续状态数：132
  • AMESim 离散状态数：24
  • 全局参数：D1=20、D2=20、D3=14、P0=153、Pdq=1、V=15、cf=0.45

主要 AMESim 子模型分布：

  • F000: 16
  • PNPL01: 16
  • MECMAS21: 10
  • PNRP17: 8
  • LSTP00A: 8
  • PNCH012: 8
  • PNOR001: 8
  • PN3NODE2: 8
  • P4NODE2: 8
  • PNVO001: 8
  • STEP0: 8
  • PNCH023: 4
  • LMECHN1: 2
  • FORC: 2
  • UD00: 2
  • PNGD00: 1

结果对齐原则

后续 Python 仿真结果必须以 AMESim 为基准做一一对应校验：

  1. 组件别名优先沿用 AMESim 原名，例如 pn_brp2_8、pn_c1_8、pn_orifice_18。
  2. 子模型族优先沿用 AMESim 子模型名，例如 PNRP17、PNCH012、PNOR001、PNVO001。
  3. 输出变量命名要能追溯到 AMESim 的 Data_Path，避免 Python 侧改名后无法对比。
  4. Python 每完成一批物理方程，都应优先使用 test_mql_.results 解析出的 AMESim 原始时序做误差对比。
  5. CSV 仍可作为人工检查或外部交换格式，但不是自动对齐的前置条件。
  6. 在没有完成逐变量误差对比前，不能把 Python 输出描述为“已经和 AMESim 几乎一致”，只能说明完成了结构、参数、结果读取或某类组件方程。

验证方式

python3 -m py_compile PythonModels/components/amesim_mechanical.py PythonModels/components/amesim_pneumatic.py PythonModels/core/peng_robinson.py PythonModels/reporting/amesim_results.py PythonModels/reporting/test_mql_comparison.py PythonModels/reporting/test_mql_variables.py PythonModels/systems/test_mql.py PythonModels/systems/test_mql_config.py PythonModels/systems/test_mql_lines.py PythonModels/systems/test_mql_mechanical.py PythonModels/systems/test_mql_pneumatic.py PythonModels/scripts/run_test_mql.py
python3 -m PythonModels.scripts.run_test_mql
python3 -m unittest discover -s tests -t .

当前测试覆盖的是结构、配置解析、气动原语、机械原语、气动件装配、管路连接装配、机械装配、AMESim 结果读取、变量目录和 AMESim/Python 时序对齐工具，不代表已经完成 AMESim 物理结果复刻。

后续方向

后续继续补模型时，保持只新增或修改 test_mql 相关代码，不改旧的 testmodel。建议按下面顺序逐步实现真实物理方程：

  1. PNGD00：气体属性。
  2. PNCH023 / PNCH012：固定气室和变容气室。
  3. PNOR001 / PNVO001：固定孔口和可变孔口。每完成一项后用 test_mql_comparison.py 按 Data_Path 对齐 AMESim 结果。
  4. PNL0001 / PNL0002 / PNL0003 / PNL00R：管路阻容连接。
  5. PNRP17 / MECMAS21 / LSTP00A / LMECHN1：气动活塞、机械负载和端止动。
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