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多核并行仿真管理组件
2026-09-20 09:09:49
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一、平台概述

RTSimPlus-MultiCore 是 Links-RT 实时仿真软件面向大规模电力电子模型的多核并行解算组件,其核心功能是在每一个仿真步长内,调度多个仿真进程独立完成各自模型的解算,使可支配算力随核心数量扩展,从而承载更大规模的电力电子拓扑,或在同等规模下争取更小的仿真步长。

多个任务

工程内任务划分,按拓扑与子系统边界拆分

独立进程

核级部署隔离,任务之间互不抢占

分速率求解

任务周期独立配置,高低速模块各取所需

可视化监控

核心占用与运算耗时可见,支撑核资源再分配

二、系统架构

MultiCore 运行在实时仿真机侧,承担整个仿真工程的计算负载。上位机 RTSimPlus 负责模型解析、任务划分与核映射配置,配置经千兆以太网下发至下位机;下位机按配置将各任务以独立仿真进程部署到指定 CPU 核心,在每个仿真步长内并行完成解算,运行状态与负载数据回传至上位机显示。与外部设备之间的信号交互由 AI / AO / DIO 板卡经光纤接口完成。

三、关键能力

01多任务划分

单个仿真工程支持添加多个仿真模型任务,可按拓扑单元或物理子系统的自然边界划分,也可按可用核心数量拆分。

02核级部署

任务可部署到一个或多个指定 CPU 核心运行,各仿真进程独立、互不抢占,单个任务的时序不受其他任务加载变化影响。

03分速率求解

支持为每个任务单独设置运行周期,让时间尺度差异悬殊的模块以各自所需速率解算,而非全体迁就最快的模块,避免算力消耗在不必要的重算上。

04高低速资源分配

支持按模块的时间尺度配置 CPU 运行资源,将核资源集中投向对步长敏感的环节,避免低速模型挤占高速模型的步长预算。

05多源异构模型加载

支持在同一工程内加载不同建模环境产出的模型任务,由统一调度器同步控制启停与节拍对齐。

06核心占用可视化图形化显示

各 CPU 核心的任务占用状态、资源使用率与单步运算耗时,便于快速定位过载核心。

五、任务与资源映射

下表给出按时间尺度划分任务、并为各类任务分配 CPU 运行资源的一般依据。实际核数以仿真机配置为准,划分粒度可根据模型规模调整。

CPU 任务层级任务划分单元运行周期核资源分配
CPU 高速任务调制与采样环节、控制器接口模型相对最小,按接口时序确定优先分配独立核,进程独占
CPU 中速任务电网、滤波与负载模型,多变流器并联时可逐台拆分按系统电气时间常数设定单核或多核,取决于模型规模
CPU 低速任务机械运动、热过程与控制外环模型按物理过程时间常数设定可与中速任务合并至同一核

六、典型应用场景

多电平与级联型拓扑仿真多变流器并联系统风–光–储场站集中仿真
电气–机械–热跨域联合仿真单台架多对象模型并行运行大电网与微电网接入