基于AADL的微发控制器程序自动生成和验证

发布时间：2017-10-01 08:09

  本文关键词：基于AADL的微发控制器程序自动生成和验证

  更多相关文章： MTE MDD AADL PloyORB-HI 代码自动生成 模型

【摘要】：随着微型涡喷发动机(MTE)控制系统的发展,缩短软件开发时间、节省软件开发成本、保证系统鲁棒性等需求越来越不容忽视,因此寻求一种更简捷更可靠的开发方法成为大势所趋。模型驱动开发方法(MDD)是一种基于更高层次的抽象模型进行软件开发的方法,以建模和模型转换作为开发的主要途径。本文采用模型驱动开发方法进行微发电子控制器程序设计。在系统需求分析的基础上,采用体系结构分析与设计语言AADL设计MTE控制系统体系结构模型。将系统中的硬件、软件组成元素建模为相应类型组件,通过组件连接/绑定、子程序调用建立组件之间联系,使用行为附件库扩展AADL的语法和语义,在OSATE2开发环境中建立完整的MTE控制系统模型。使用Analysis插件进行验证和调度分析表明,控制系统模型符合AADL结构规范,其调度策略合理,满足实时性要求。将uC/OS-III操作系统内核移植到STM32F103VE处理器,为控制器代码自动生成提供基础。采用两种方法进行控制器代码自动生成。其一,研究AADL到uC/OS-III平台的C代码转换规则,自行设计模型转换程序,实现简易AADL模型到控制器C代码的转换,验证了方法的可行性。其二,采用Ocarina工具套件自动生成中间件(PloyORB-HI)代码。由于PloyORB-HI中间件不支持uC/OS-III操作系统,因此首先对PloyORB-HI中间件进行移植。对生成的代码进行后处理,使之成为完整的控制程序。建立MTE的数学拟合起动模型和部件级慢车以上模型,对生成的控制程序进行数字仿真和实物在回路仿真验证。在此基础上,进一步开展台架试验。仿真和台架试验结果表明控制程序能够对MTE进行有效控制。
【关键词】：MTE MDD AADL PloyORB-HI 代码自动生成 模型
【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】：2016
【分类号】：V233.7
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注释表10-11
• 缩略词11-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 研究背景及意义13-15
• 1.1.1 研究背景13-14
• 1.1.2 研究意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.3 论文的结构安排18-20
• 第二章 MTE嵌入式控制系统建模20-38
• 2.1 AADL概述20-24
• 2.1.1 AADL组件介绍21-23
• 2.1.2 AADL模型设计方法23-24
• 2.2 需求分析24-28
• 2.2.1 MTE控制系统组成24-25
• 2.2.2 MTE控制器硬件25-26
• 2.2.3 MTE控制器软件26-28
• 2.3 控制系统建模28-37
• 2.3.1 MTE模型硬件组件28-29
• 2.3.2 MTE控制软件模型细分29-33
• 2.3.3 MTE顶层模型33-35
• 2.3.4 物理连接及软件对硬件的绑定35
• 2.3.5 模型验证与分析35-37
• 2.4 小结37-38
• 第三章 基于AADL的MTE控制器程序生成38-58
• 3.1 UC/OS-III内核移植38-44
• 3.1.1 Cortex-M3处理器39-41
• 3.1.2 uC/OS-III内核移植41-44
• 3.2 模型转换方法研究44-50
• 3.2.1 AADL组件转换规则44-49
• 3.2.2 程序设计和验证49-50
• 3.3 基于OCARINA的代码自动生成50-55
• 3.3.1 PolyORB中间件及移植50-54
• 3.3.2 控制器程序生成54-55
• 3.4 MTE控制器程序后处理55-57
• 3.5 小结57-58
• 第四章 MTE控制器程序验证58-76
• 4.1 微型涡喷发动机数学建模58-70
• 4.1.1 MTE起动模型59-60
• 4.1.2 MTE慢车以上的气动热力过程60-62
• 4.1.3 MTE慢车以上过程部件级建模62-68
• 4.1.4 数字仿真验证68-70
• 4.2 实物在回路仿真试验70-72
• 4.3 台架试验72-75
• 4.3.1 微发试车台架72-73
• 4.3.2 台架试验结果73-75
• 4.4 小结75-76
• 第五章 总结与展望76-78
• 5.1 本文的主要研究成果76
• 5.2 展望76-78
• 参考文献78-82
• 致谢82-83
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文83

【参考文献】

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本文编号：952318