本文關鍵詞：基于MBSE的航天任務分析與設計方法，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：航天任務分析與設計是一項涉及多學科領域、多目標、多約束的復雜系統(tǒng)工程過程,系統(tǒng)耦合關聯(lián)嚴重、參與人員眾多、設計信息龐雜,以文檔為中心的傳統(tǒng)系統(tǒng)工程范式凸顯出一定的困難,亟需探索新的系統(tǒng)工程方法。本文以基于模型的系統(tǒng)工程方法為主要研究對象,探討了它在航天任務分析與設計中應用的相關問題。MBSE方法提供給系統(tǒng)工程師進行系統(tǒng)設計的豐富手段,本文研究了MBSE方法的基礎知識和MBSE方法論的一般內(nèi)容,以及Sys ML的基本知識。系統(tǒng)模型是MBSE方法的主要工件,將所有設計信息統(tǒng)一在一起。本文提出了一種面向Fire SAT任務的建模方法,在分析Fire SAT任務的投資者、用戶等利益相關者的基礎上,構建了Fire SAT任務的需求模型和用例場景模型,從需求模型和用例場景推導出Fire SAT任務的邏輯架構模型,并以此為基礎構建了物理參考架構模型。這些模型緊密結合,共同組成Fire SAT任務的系統(tǒng)模型,它將為后面的成本估算、參數(shù)分析和物理架構方案優(yōu)選提供支持。航天任務的全壽命周期成本是任務設計需要考慮的重要方面,它是任務壽命所有階段各種組成要素的成本,因此全壽命周期成本的估算需要依據(jù)很全面的任務信息,系統(tǒng)模型提供這樣一個信息平臺。本文提出一種基于模型的Fire SAT任務成本估算方法,該方法在Fire SAT任務系統(tǒng)模型的基礎上構建Excel成本模型和Sys ML成本分析模型,定義分析模型對架構模型的引用關系,通過兩種模型的集成實現(xiàn)了對全壽命周期成本的估算。將估算值與SME參考書中的Fire SATⅡ任務成本估算值比較,證明了估算結果的有效性。將估算過程與傳統(tǒng)方法比較,表明了該方法能提高工作效率,避免手動輸入帶來的錯誤。系統(tǒng)參數(shù)設計和物理架構方案優(yōu)選也是航天任務設計需要考慮的重要方面,系統(tǒng)模型為它們提供了權威的信息來源。本文利用Fire SAT衛(wèi)星總體參數(shù)約束關系,構建了衛(wèi)星的軌道、載荷、電源等部分的Sys ML分析模型,實現(xiàn)了多分系統(tǒng)參數(shù)的解算,結果表明該方法參數(shù)模型能將更直觀地展現(xiàn)參數(shù)約束關系,是參數(shù)建模和分析的有效手段。提出了一種從物理參考架構模型生成備選物理架構并進行方案優(yōu)選的方法,并完成了對電源分系統(tǒng)物理架構的優(yōu)選,應用結果表明該方法的過程清晰、明確、高效,證明了MBSE方法能夠保證設計信息的直觀性和可重用性,是航天任務分析和設計的有效方法。
【關鍵詞】：航天任務分析與設計 Fire SAT 基于模型的系統(tǒng)工程 系統(tǒng)建模語言 全壽命周期成本估算
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V57;N945
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題背景與意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 航天任務分析與設計的研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 MBSE方法的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.3 MBSE方法在航天任務上的應用16-18
• 1.3 主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 基于模型的系統(tǒng)工程方法19-37
• 2.1 引言19
• 2.2 MBSE的基礎知識19-22
• 2.2.1 MBSE模型19-20
• 2.2.2 MBSE集成框架20-21
• 2.2.3 MBSE本體論21
• 2.2.4 模式21-22
• 2.3 MBSE方法論的一般內(nèi)容22-31
• 2.3.1 問題明確和定義22-28
• 2.3.2 架構定義28-30
• 2.3.3 系統(tǒng)分析30-31
• 2.4 系統(tǒng)建模語言31-36
• 2.4.1 Sys ML的背景31-33
• 2.4.2 Sys ML圖的結構33
• 2.4.3 Sys ML的視圖33-34
• 2.4.4 Sys ML的四大支柱34-36
• 2.5 本章小結36-37
• 第3章 面向FIRESAT任務的模型構建37-50
• 3.1 引言37
• 3.2 FIRESAT任務描述37-38
• 3.3 面向FIRESAT任務的建模方法38-39
• 3.4 FIRESAT任務系統(tǒng)模型的構建39-49
• 3.4.1 模型的組織結構39-40
• 3.4.2 需求建模40-45
• 3.4.3 架構模型45-49
• 3.5 本章小結49-50
• 第4章 基于FIRESAT任務系統(tǒng)模型的全壽命周期成本估算50-63
• 4.1 引言50
• 4.2 基于FIRESAT任務系統(tǒng)模型的成本估算方法50-53
• 4.2.1 Fire SAT任務的成本估算方法50-51
• 4.2.2 Fire SAT任務的工作分解結構51
• 4.2.3 Fire SAT任務的成本建模和分析方法51-53
• 4.3 FIRESAT任務的成本模型53-59
• 4.3.1 Fire SAT任務的成本估算關系53-58
• 4.3.2 Fire SAT任務成本模型的構建58-59
• 4.4 FIRESAT任務的成本分析模型59-60
• 4.5 FIRESAT任務全壽命周期成本估算及分析60-62
• 4.6 本章小結62-63
• 第5章 基于FIRESAT任務系統(tǒng)模型的參數(shù)分析及權衡研究63-84
• 5.1 引言63
• 5.2 基于模型的參數(shù)設計及方案優(yōu)選63-66
• 5.2.1 系統(tǒng)模型與參數(shù)化63-64
• 5.2.2 Fire SAT衛(wèi)星的參數(shù)設計過程64-65
• 5.2.3 備選物理架構的生成和方案優(yōu)選65-66
• 5.3 FIRESAT任務的參數(shù)方程66-72
• 5.3.1 軌道分析66-67
• 5.3.2 有效載荷67-69
• 5.3.3 姿態(tài)控制分系統(tǒng)69
• 5.3.4 電源分系統(tǒng)69-71
• 5.3.5 熱控分系統(tǒng)71
• 5.3.6 TT&C和C&DH分系統(tǒng)71-72
• 5.4 FIRESAT任務的SYSML參數(shù)分析模型72-80
• 5.4.1 軌道參數(shù)分析模型72-75
• 5.4.2 有效載荷參數(shù)分析模型75-78
• 5.4.3 電源參數(shù)分析模型78-80
• 5.5 FIRESAT電源分系統(tǒng)的物理架構方案優(yōu)選80-83
• 5.5.1 電源分系統(tǒng)物理架構備選方案的生成80-81
• 5.5.2 電源分系統(tǒng)物理架構方案的權衡準則81
• 5.5.3 電源分系統(tǒng)物理架構的方案優(yōu)選81-83
• 5.6 本章小結83-84
• 結論84-85
• 參考文獻85-91
• 致謝91

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 白潔;呂偉;張磊;鄧廣宗;;基于模型的系統(tǒng)工程在機載電子系統(tǒng)領域的應用[J];航空制造技術;2015年04期

  本文關鍵詞：基于MBSE的航天任務分析與設計方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：282145