【摘要】：基于模型的系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法是解決復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有力工具,是當(dāng)前復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)前沿性、熱點(diǎn)研究方向。隨著大功率驅(qū)動(dòng)技術(shù)及電機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,全電飛機(jī)的研制成為可能,電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)則是全電飛機(jī)的關(guān)鍵子系統(tǒng)。其設(shè)計(jì)涉及了機(jī)械、電子、控制和力學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí),屬于典型的多領(lǐng)域聯(lián)合設(shè)計(jì)問題。以往常規(guī)的設(shè)計(jì)方法多專注于單個(gè)領(lǐng)域的獨(dú)立設(shè)計(jì),且缺乏頂層建模分析及各領(lǐng)域聯(lián)合仿真的能力,無法在設(shè)計(jì)階段對(duì)各階段的設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。所以本課題著眼于飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)和全電飛機(jī)的應(yīng)用需求,以基于模型的系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)思想,采用SysML語言和Rhapsody軟件,從頂層需求分析開始,在系統(tǒng)工程的框架下,建立電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)功能和性能模型,自頂向下,通過模型推演和多步回推,對(duì)電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)的功能、性能和邏輯關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)證。已得到發(fā)揮測(cè)試樣機(jī)功能的電動(dòng)舵機(jī)頂層模型。本課題首先研究并提出了電動(dòng)舵機(jī)頂層設(shè)計(jì)開發(fā)方案,包括:(1)確定頂層架構(gòu)模型為目標(biāo)產(chǎn)物,劃分出頂層建模與模型驗(yàn)證兩個(gè)部分;(2)研究并討論電動(dòng)舵機(jī)頂層建模的主要目標(biāo);以及驗(yàn)證架構(gòu)模型的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn);(3)確定建模使用的軟件、建模語言、建模方法;設(shè)計(jì)了驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)所需要的相關(guān)軟件平臺(tái)。第二,依據(jù)設(shè)計(jì)開發(fā)方案,從需求驅(qū)動(dòng)的角度出發(fā)進(jìn)行建模研究與實(shí)踐。包括:(1)功能邏輯建模,及負(fù)責(zé)支持功能邏輯的靜態(tài)結(jié)構(gòu)建模及動(dòng)態(tài)行為建模;(2)在結(jié)構(gòu)模型中創(chuàng)新的加入了對(duì)性能參數(shù)的約束模型以描述和實(shí)現(xiàn)性能需求;(3)在結(jié)構(gòu)模型及行為模型中進(jìn)行余度設(shè)計(jì)描述實(shí)現(xiàn)了可靠性需求。第三,對(duì)模型的實(shí)現(xiàn)方案及架構(gòu)綜合進(jìn)行研究與實(shí)踐。包括:(1)使用基于效能曲線的權(quán)衡方法確定最終的解決方案;(2)提出單元化的概念,結(jié)合解決方案在深化模型粒度的同時(shí)完成對(duì)系統(tǒng)的集成與綜合,得到頂層設(shè)計(jì)的最終產(chǎn)物;(3)研究最終產(chǎn)物頂層架構(gòu)模型向下一階段設(shè)計(jì)開發(fā)的交付。第四,結(jié)合兩種方式對(duì)頂層架構(gòu)模型進(jìn)行驗(yàn)證,包括:(1)模型自身執(zhí)行的黑盒驗(yàn)證及白盒驗(yàn)證;(2)在頂層模型指導(dǎo)下的Simulink建模仿真,以及Sysml模型與Simulink模型代碼聯(lián)合執(zhí)行驗(yàn)證。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V249.1
【圖文】：

背景我國航空制造業(yè)的重要進(jìn)程“大飛機(jī)工程”的接連突破。飛機(jī)數(shù)要部分，開始對(duì)整個(gè)航空設(shè)計(jì)及制造行業(yè)的飛機(jī)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)音，空客及美國軍方等航空業(yè)巨頭為減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，提高效率機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研究，如圖 1.1，圖 1.2，在從空客 A系列數(shù)字化產(chǎn)物的推出之后，這些成果在美國歐洲等國帶動(dòng)了使美國等幾個(gè)國家在相關(guān)領(lǐng)域取得了話語權(quán)，在戰(zhàn)略上占得了數(shù)字化相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，包括裝備，手段，工藝的數(shù)字化以及相關(guān)型號(hào)，我國的飛行研制模式迎來巨變，在技術(shù)上：飛機(jī)理的協(xié)同轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字樣機(jī)的協(xié)同與設(shè)計(jì)；管理上：人工的串行協(xié)。信息時(shí)代，數(shù)字技術(shù)是建造大飛機(jī)的必須手段。航空行業(yè)本身極高要求的行業(yè)[4]，所以數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)是航空行業(yè)設(shè)計(jì)與制制與生產(chǎn)當(dāng)中的數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)成為航空行業(yè)的科技

關(guān)技術(shù)的發(fā)展，包括裝備，手段，工藝的數(shù)字化，我國的飛行研制模式迎來巨變，在技術(shù)上：飛變?yōu)閿?shù)字樣機(jī)的協(xié)同與設(shè)計(jì)；管理上：人工的串代，數(shù)字技術(shù)是建造大飛機(jī)的必須手段。航空行的行業(yè)[4]，所以數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)是航空行業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中的數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)成為航空行業(yè)圖 1.1 A380 航空飛機(jī)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2715915