基于MBSE的无人机任务管理系统模型分析与实现
发布时间：2021-11-11 19:39
随着无人机各项技术的飞速发展,无人的能力提升、用途扩大、复杂度增加,综合化系统和综合化技术在无人机设计中广泛应用,传统设计方法已难以满足现在和未来无人机系统设计,为了适应综合化无人机系统的设计要求,需要引入新的方法和手段。本论文结合国内航空装备研制的生命周期特点,引入基于模型的系统工程（Model Based on Systems Engineering,MBSE）方法论在无人机系统设计流程中的应用,探索MBSE系统设计流程和建模方法的本地化应用方案。本论文首先引入和分析了系统工程方法论和MBSE方法论及相关概念,对方法论中提出的几种典型的国内和国外产品生命周期框架和开发模型进行分析。基于国内产品研制的生命周期框架特点,提出可行的MBSE本地化设计流程。然后在无人机的系统设计中论述如何使用自上而下的方法进行无人机任务管理系统的功能需求分析,如何运用TSE进行系统初步设计和详细设计以获得系统软件开发的设计输入。再次,在任务管理系统功能需求分析的基础上,论述如何基于MBSE进行系统建模和设计,以及在此过程中可能存在的问题。最后,结合MBSE和TSE,论述在建立无人机任务管理系统模型后,如何...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
IBMHarmony-SE流程
现代综合航电系统的一个主要特点是高度综合化和高度共享的综合处理系统，这类处理系统是综合航电系统的核心设备，用于大量的数学运算和数据处理，要求实时性高、可靠性高、稳定性好，所以综合航电的处理系统基本上都采用嵌入式系统[28]。Harmony 方法主要是针对嵌入式系统，并依据嵌入式系统特点对SysML 语义、规则进行裁剪修改，所以综合航电系统设计流程非常适合于进行Harmony 的研究和实践。本论文论述的 MBSE 的开发模型和流程也是基于是Harmony SE 进行的。Harmony 系统工程主要目标是：（1）识别、推导所需系统功能[17]；（2）识别系统模式、状态[17]；（3）将系统功能、模式、状态分配至子系统[17]。建模的目的是自顶向下的抽象，确定和分配分析获得的功能以及基于场景的状态变化行为，并不关注功能行为细节。图 2-15 描绘了 Harmony 系统工程的概述，显示了流程在需求和论证设计阶段的大概的输入和输出。
图 2-15 MBSE 过程（1）需求分析需求分析阶段的目的是分析用户需求，是整个流程的输入。通过需求分析，用户需求和一种概念被翻译为系统需求。需求分析的下一个主要步骤是定义系统用例。用例是从特定的操作方面描述系统。它详细描述了角色（用户）的行为和角色与用例之间的信息流。角色可以是人，也可以是系统，或者是开发中的系统外部的一个硬件。（2）系统功能分析系统功能分析阶段的主要重点是把系统功能需求转换为系统功能描述。功能分析是基于用例进行的，即：把每一个需求分析阶段确认的用例翻译成一个可执行模型。该阶段建模工作是用 3 个 SysML 图来展现用例行为：活动图、序列图、状态图。活动图称为黑盒用例活动图，描述用例整体功能流。序列图：黑盒用例序列图，描述用例通过一个特定路径并定义操作和角色之间的信息或消息流动和变化。状态图：状态图把活动图（功能流）和序列图（信息互动）的信息会聚在
本文编号：3489411
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
IBMHarmony-SE流程
现代综合航电系统的一个主要特点是高度综合化和高度共享的综合处理系统，这类处理系统是综合航电系统的核心设备，用于大量的数学运算和数据处理，要求实时性高、可靠性高、稳定性好，所以综合航电的处理系统基本上都采用嵌入式系统[28]。Harmony 方法主要是针对嵌入式系统，并依据嵌入式系统特点对SysML 语义、规则进行裁剪修改，所以综合航电系统设计流程非常适合于进行Harmony 的研究和实践。本论文论述的 MBSE 的开发模型和流程也是基于是Harmony SE 进行的。Harmony 系统工程主要目标是：（1）识别、推导所需系统功能[17]；（2）识别系统模式、状态[17]；（3）将系统功能、模式、状态分配至子系统[17]。建模的目的是自顶向下的抽象，确定和分配分析获得的功能以及基于场景的状态变化行为，并不关注功能行为细节。图 2-15 描绘了 Harmony 系统工程的概述，显示了流程在需求和论证设计阶段的大概的输入和输出。
图 2-15 MBSE 过程（1）需求分析需求分析阶段的目的是分析用户需求，是整个流程的输入。通过需求分析，用户需求和一种概念被翻译为系统需求。需求分析的下一个主要步骤是定义系统用例。用例是从特定的操作方面描述系统。它详细描述了角色（用户）的行为和角色与用例之间的信息流。角色可以是人，也可以是系统，或者是开发中的系统外部的一个硬件。（2）系统功能分析系统功能分析阶段的主要重点是把系统功能需求转换为系统功能描述。功能分析是基于用例进行的，即：把每一个需求分析阶段确认的用例翻译成一个可执行模型。该阶段建模工作是用 3 个 SysML 图来展现用例行为：活动图、序列图、状态图。活动图称为黑盒用例活动图，描述用例整体功能流。序列图：黑盒用例序列图，描述用例通过一个特定路径并定义操作和角色之间的信息或消息流动和变化。状态图：状态图把活动图（功能流）和序列图（信息互动）的信息会聚在
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