基于MBSE的無人機(jī)任務(wù)管理系統(tǒng)模型分析與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間：2021-11-11 19:39
隨著無人機(jī)各項(xiàng)技術(shù)的飛速發(fā)展,無人的能力提升、用途擴(kuò)大、復(fù)雜度增加,綜合化系統(tǒng)和綜合化技術(shù)在無人機(jī)設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用,傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法已難以滿足現(xiàn)在和未來無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì),為了適應(yīng)綜合化無人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,需要引入新的方法和手段。本論文結(jié)合國內(nèi)航空裝備研制的生命周期特點(diǎn),引入基于模型的系統(tǒng)工程（Model Based on Systems Engineering,MBSE）方法論在無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程中的應(yīng)用,探索MBSE系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程和建模方法的本地化應(yīng)用方案。本論文首先引入和分析了系統(tǒng)工程方法論和MBSE方法論及相關(guān)概念,對方法論中提出的幾種典型的國內(nèi)和國外產(chǎn)品生命周期框架和開發(fā)模型進(jìn)行分析�；趪鴥�(nèi)產(chǎn)品研制的生命周期框架特點(diǎn),提出可行的MBSE本地化設(shè)計(jì)流程。然后在無人機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中論述如何使用自上而下的方法進(jìn)行無人機(jī)任務(wù)管理系統(tǒng)的功能需求分析,如何運(yùn)用TSE進(jìn)行系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)以獲得系統(tǒng)軟件開發(fā)的設(shè)計(jì)輸入。再次,在任務(wù)管理系統(tǒng)功能需求分析的基礎(chǔ)上,論述如何基于MBSE進(jìn)行系統(tǒng)建模和設(shè)計(jì),以及在此過程中可能存在的問題。最后,結(jié)合MBSE和TSE,論述在建立無人機(jī)任務(wù)管理系統(tǒng)模型后,如何...
【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：75 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
IBMHarmony-SE流程
現(xiàn)代綜合航電系統(tǒng)的一個(gè)主要特點(diǎn)是高度綜合化和高度共享的綜合處理系統(tǒng)，這類處理系統(tǒng)是綜合航電系統(tǒng)的核心設(shè)備，用于大量的數(shù)學(xué)運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理，要求實(shí)時(shí)性高、可靠性高、穩(wěn)定性好，所以綜合航電的處理系統(tǒng)基本上都采用嵌入式系統(tǒng)[28]。Harmony 方法主要是針對嵌入式系統(tǒng)，并依據(jù)嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)對SysML 語義、規(guī)則進(jìn)行裁剪修改，所以綜合航電系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程非常適合于進(jìn)行Harmony 的研究和實(shí)踐。本論文論述的 MBSE 的開發(fā)模型和流程也是基于是Harmony SE 進(jìn)行的。Harmony 系統(tǒng)工程主要目標(biāo)是：（1）識別、推導(dǎo)所需系統(tǒng)功能[17]；（2）識別系統(tǒng)模式、狀態(tài)[17]；（3）將系統(tǒng)功能、模式、狀態(tài)分配至子系統(tǒng)[17]。建模的目的是自頂向下的抽象，確定和分配分析獲得的功能以及基于場景的狀態(tài)變化行為，并不關(guān)注功能行為細(xì)節(jié)。圖 2-15 描繪了 Harmony 系統(tǒng)工程的概述，顯示了流程在需求和論證設(shè)計(jì)階段的大概的輸入和輸出。
圖 2-15 MBSE 過程（1）需求分析需求分析階段的目的是分析用戶需求，是整個(gè)流程的輸入。通過需求分析，用戶需求和一種概念被翻譯為系統(tǒng)需求。需求分析的下一個(gè)主要步驟是定義系統(tǒng)用例。用例是從特定的操作方面描述系統(tǒng)。它詳細(xì)描述了角色（用戶）的行為和角色與用例之間的信息流。角色可以是人，也可以是系統(tǒng)，或者是開發(fā)中的系統(tǒng)外部的一個(gè)硬件。（2）系統(tǒng)功能分析系統(tǒng)功能分析階段的主要重點(diǎn)是把系統(tǒng)功能需求轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)功能描述。功能分析是基于用例進(jìn)行的，即：把每一個(gè)需求分析階段確認(rèn)的用例翻譯成一個(gè)可執(zhí)行模型。該階段建模工作是用 3 個(gè) SysML 圖來展現(xiàn)用例行為：活動圖、序列圖、狀態(tài)圖�；顒訄D稱為黑盒用例活動圖，描述用例整體功能流。序列圖：黑盒用例序列圖，描述用例通過一個(gè)特定路徑并定義操作和角色之間的信息或消息流動和變化。狀態(tài)圖：狀態(tài)圖把活動圖（功能流）和序列圖（信息互動）的信息會聚在
本文編號：3489411
【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：75 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
IBMHarmony-SE流程
現(xiàn)代綜合航電系統(tǒng)的一個(gè)主要特點(diǎn)是高度綜合化和高度共享的綜合處理系統(tǒng)，這類處理系統(tǒng)是綜合航電系統(tǒng)的核心設(shè)備，用于大量的數(shù)學(xué)運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理，要求實(shí)時(shí)性高、可靠性高、穩(wěn)定性好，所以綜合航電的處理系統(tǒng)基本上都采用嵌入式系統(tǒng)[28]。Harmony 方法主要是針對嵌入式系統(tǒng)，并依據(jù)嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)對SysML 語義、規(guī)則進(jìn)行裁剪修改，所以綜合航電系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程非常適合于進(jìn)行Harmony 的研究和實(shí)踐。本論文論述的 MBSE 的開發(fā)模型和流程也是基于是Harmony SE 進(jìn)行的。Harmony 系統(tǒng)工程主要目標(biāo)是：（1）識別、推導(dǎo)所需系統(tǒng)功能[17]；（2）識別系統(tǒng)模式、狀態(tài)[17]；（3）將系統(tǒng)功能、模式、狀態(tài)分配至子系統(tǒng)[17]。建模的目的是自頂向下的抽象，確定和分配分析獲得的功能以及基于場景的狀態(tài)變化行為，并不關(guān)注功能行為細(xì)節(jié)。圖 2-15 描繪了 Harmony 系統(tǒng)工程的概述，顯示了流程在需求和論證設(shè)計(jì)階段的大概的輸入和輸出。
圖 2-15 MBSE 過程（1）需求分析需求分析階段的目的是分析用戶需求，是整個(gè)流程的輸入。通過需求分析，用戶需求和一種概念被翻譯為系統(tǒng)需求。需求分析的下一個(gè)主要步驟是定義系統(tǒng)用例。用例是從特定的操作方面描述系統(tǒng)。它詳細(xì)描述了角色（用戶）的行為和角色與用例之間的信息流。角色可以是人，也可以是系統(tǒng)，或者是開發(fā)中的系統(tǒng)外部的一個(gè)硬件。（2）系統(tǒng)功能分析系統(tǒng)功能分析階段的主要重點(diǎn)是把系統(tǒng)功能需求轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)功能描述。功能分析是基于用例進(jìn)行的，即：把每一個(gè)需求分析階段確認(rèn)的用例翻譯成一個(gè)可執(zhí)行模型。該階段建模工作是用 3 個(gè) SysML 圖來展現(xiàn)用例行為：活動圖、序列圖、狀態(tài)圖�；顒訄D稱為黑盒用例活動圖，描述用例整體功能流。序列圖：黑盒用例序列圖，描述用例通過一個(gè)特定路徑并定義操作和角色之間的信息或消息流動和變化。狀態(tài)圖：狀態(tài)圖把活動圖（功能流）和序列圖（信息互動）的信息會聚在
本文編號：3489411
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