基于Rhapsody的嵌入式无人机飞控软件系统建模及验证

发布时间：2020-07-13 16:36

【摘要】：本课题的研究工作依托于“综合系统顶层设计与数字仿真软件包”项目,以某小型无人机飞行控制软件系统为研究对象,使用的核心工具软件是Rhapsody,重点研究了在该软件为核心的开发平台下如何进行UML模型驱动的飞行控制软件系统开发及验证。论文主要完成的工作包括以下几个方面: 1.简单地介绍课题的研究背景和国内外的相关研究现状,同时介绍课题的来源和研究意义。 2.简单介绍模型驱动开发理论及UML建模语言,阐述基于UML的嵌入式软件开发环境Rhapsody这个工具的层次结构;针对ArmLinux平台上某小型无人机飞行控制系统的特定对象,构建基于Rhapsody的飞控软件开发平台。 3.使用UML相关模型对飞行控制软件系统进行需求分析及建模、建立整个飞控软件系统的静态结构。其中包括用例图描述的所有软件系统功能性需求和约束注释描述的非功能性需求,使用类对象图描述的整个飞行控制软件系统的静态结构。 4.使用UML相关模型对飞行控制软件系统进行设计及建模,主要对需求分析阶段产生的属性和操作添加具体实现以及为静态类图建立状态机。 5.研究Rhapsody内置实时软件框架OXF,分析实时框架中与实时相关的元素,分析和实现实时框架中的适配器,从而实现Rhapsody下模型与代码自动转换,并且实现不同平台的跨越。 6.运用三种方式对飞控软件进行验证:(1)利用GMR方式进行语法和语义的检测;(2)设计级调试,在设计过程中使用Animation模式调试模型;(3)将执行机构和无人机simulink模型导入Rhapsody,进行仿真验证。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP368.1
【图文】：

嵌入式软件开发环境

基于UML的嵌入式软件开发环境组成

视图,视图,面向对象技术,语言

UML中的视图

小型无人机,硬件平台,飞行控制系统,飞控系统

杂的控制算法来提高控制精度。飞控系统硬件平台组成框图如图 2.4 所示。图 2.4 中虚线左边是地面站部分，虚线右边是机载飞行控制系统硬件平台部分。图2.4 小型无人机飞控系统硬件平台机载飞行控制系统硬件平台是整个小型无人机的基础，它决定了小型无人机性能的稳定性和可靠性。这是因为一方面它是飞行控制软件的运行基础，负责采集飞行控制计算机外围传感器设备的数据，反馈给上层飞行控制软件；另一方面它还负责控制小型无人机的舵面偏转，稳定小型无人机的姿态，达到自主飞行的目的。此外，机载飞行控制系统硬件平台还要实现与地面监控站之间的无线数据通讯、图像传输等功能。2.3.2 嵌入式 ArmLinux 交叉开发环境[11]由于嵌入式系统自身所具有的资源和内存南间都十分有限，不可能像 PC 机那样在其上运行所有的开发工具，而且很多嵌入式系统都没有像显示器那样的输出设备，这些都决定了嵌入式软件开发应当采用一种特殊的模式：宿主-目标机的模式，使用交叉编译开发的方式。如图

【参考文献】