基于SysML和Modelica的多領域設計和仿真建模集成.pdf

1、隨著計算機技術的成熟，基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)方法在系統(tǒng)設計和仿真建模領域均得到了廣泛應用，基于模型的方法具有可重用、無歧義、易理解、易復制傳播等諸多優(yōu)點，因此逐漸替代了傳統(tǒng)的基于文本的系統(tǒng)工程方法。隨著機電系統(tǒng)功能需求日益復雜，它往往涉及機械、電子、電力、液壓、熱和控制等諸多領域和學科，使得系統(tǒng)的規(guī)模日益龐大，結構和行為日益復雜，多領域系統(tǒng)設計和仿真建模變得越來越重要。系統(tǒng)建模語言(SysML)源于統(tǒng)一建模語言(UML)，它的出

2、現(xiàn)統(tǒng)一了系統(tǒng)工程設計領域使用的建模語言。Modelica語言吸收了諸多面向對象和基于方程的其它單領域仿真語言，成為了仿真領域的多領域統(tǒng)一建模語言。SysML和Modelica的出現(xiàn)，使得復雜機電系統(tǒng)設計中的設計階段和仿真階段分別有了可靠的統(tǒng)一表達標準。在機電系統(tǒng)研制過程中，設計指導仿真，仿真反饋設計，設計和仿真相輔相成。因此，如何將設計建模和仿真建模統(tǒng)一起來成為一個重要的課題。
　　本研究基于SysML和Modelica，通過吸收

3、和綜合現(xiàn)有的設計和仿真集成方案，提出了一套獨特的多領域設計和仿真建模集成的方法。首先介紹和分析了元對象機制(MOF)。接著，本文分別提取SysML和Modelica的元模型，并對兩者進行了比較。然后以Modelica元模型為基準，分析和構造了面向SysML和Modelica集成的SysML擴展——M-Design。最后依據擴展的SysML和Modelica元模型，通過抽象模型映射的轉換方程，構造了平臺無關的設計和仿真模型映射規(guī)則。在已有