[發明專利]基于飛行過程的面向參數功能模型的仿真實現方法

有效

• 申請號: 202011318345.3
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112464463B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 肖剛;貢克;吳瑀倩;羅悅;董曉旭;薛鄹濤
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;G08G5/06;G06F16/2455;G01S19/14;G06F111/04
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種基于飛行過程的面向參數功能模型的仿真實現方法，以多個系統功能狀態之間的運行參數關系為中心，通過將內部功能與外部環境(即飛機的實際飛行過程)結合起來，支持飛機功能狀態的全面評估，從而跨系統抽象級別，并通過飛機集成監視系統在考慮飛行過程的幾種故障情況下得到驗證。本發明支持飛機功能狀態的全面評估，從而實現功能相關性的早期仿真，有助于更好地理解考慮飛行過程的多個系統的運行機理，有利于后續開發過程中的功能分解和優化。

技術領域

本發明涉及的是一種航空控制領域的技術，具體是一種基于飛行過程的面向參數功能模型的仿真實現方法。

背景技術

功能模型描述設計者的意圖，展示如何通過系統中的子功能通過實現子目標來實現系統的總體目標，它通過橋接需求來在系統開發中發揮重要作用。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種基于飛行過程的面向參數功能模型的仿真實現方法，通過結構內部功能與外部環境(即飛機的實際飛行過程)，支持飛機功能狀態的全面評估，從而實現功能相關性的早期仿真，有助于更好地理解考慮飛行過程的多個系統的運行機理，有利于后續開發過程中的功能分解和優化。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種基于飛行過程的面向參數功能模型的仿真實現方法，包括：

步驟1、對航電系統內的所有功能進行分析，建立主干功能組合而成的功能運行框架；

步驟2、通過邏輯參數，從不同維度對功能模型框架中的元素進行組合，并結合飛行場景，以表現不同約束因素對于功能完成的影響

步驟3、基于運行參數功能狀態關系搜索網絡對級聯告警進行搜索驗證模型。

所述的功能模型框架表現為功能組織、行為組織和物理部件映射幾個層次的組合，其中：包括：功能/子功能、過程行為、物理部件，其中：功能/子功能是為達成任務/需求的行為組織(動、名詞)，可逐層下分為更具體的活動；過程行為是為達成上層功能任務需求而進行的一系列具體活動；是物理部件是為執行過程行為的具體物理部件。

所述的功能運行框架以過程行為模型作為媒介，開展功能到物理部件的映射，實現從抽象功能到具象行為的傳遞。基于功能模型組合作用對象，可將功能細化為具體的客觀行為鏈條，進而實現功能、行為與物理部件的鏈接。

所述的功能模型組合包括：主干功能和輔助功能的組合，其中主干功能為框架建立過程中的基本元素，以鏈條或環路的形式存在。進而根據實際運行關系將輔助功能嵌入到主干功能模型的上下游，并通過與門、或門結構建立功能之間的關聯。

所述的運行參數是對于功能架構中各個功能模塊間所傳遞的信息，本發明通過運行參數來表現功能之間的傳遞關系。對于運行參數的建模，根據功能模塊的實際用途，將參數劃分為能源物質、控制指令、數據信息、狀態變量類別，并分別以property的形式嵌入到運行過程模型中。此外對于性能關鍵系統，可將運行參數表達為性能參數的形式，以更準確地表達物理部件的不同失效模式對功能運行過程的不同影響。功能運行過程參數的傳遞受到上游輸入參數、控制指令、能源供應、物理部件因素的影響，其中：

所述的上游輸入參數為上游運行過程所傳遞的參數，以及外界系統傳遞至本系統的參數。

所述的控制指令為系統內的自動控制、或通過駕駛艙面板進行手動控制時的指令。

所述的能源為支持過程運行所需的電能、機械能物質。

所述的物理部件為執行功能運行過程的具體對象。

本發明涉及一種基于SysML模型參數傳遞的級聯搜索方法，基于SysML建立面向參數的功能關系，然后再建立相關飛行場景的飛行階段表達，使用級聯失效搜索算法生成級聯告警鏈條，該級聯告警鏈條整合為級聯告警的樹形結構，再從圖中提取級聯告警映射關系，具體包括：