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复杂嵌入式系统仿真

 

 

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概述

 

基于模型的系统工程方法,作为系统性能样机构建的关键技术之一,涵盖系统需求定义、系统功能分析与定义、物理设计整个过程,其核心 是通过基于多领域物理系统建模与仿真技术构建综合电子系统

 

方案采用符合UML/SysML标准的用例图、活动图、顺序图和状态机图,描述带有物理特性的系统架构和行为逻辑模型,并可继承ICD中系统、设备、接口、消息、信号的设计数据,依据用户需求,实现对系统行为的完整描述,建立系统的运行场景,场景转换逻辑关系,场景内部的交互行为和单独设备的逻辑接口模型。

 

 

 

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为了通过仿真解决设计行为逻辑模型的性能及质量问题,仿真验证成为必要手段。

 

仿真验证旨在分析系统或场景内各个组成要素的性质及其相互关系的基础上,建立能描述系统结构、行为过程且具有一定逻辑关系的仿真模型,据此进行试验仿真或定量分析,以获得正确决策所需的信息。通过COM、FMI等接口,实现与MATLAB、VAPS设计画面的联合仿真。

 

 

 

 

 

 

价值

 

国外综合电子目前采用的是基于模型的设计技术,可以实现对研制技术要求的准确定义。建模、仿真和原型设计可以起到两个方面的作用,(1)模型和仿真进行实际系统开发前确认预期的系统行为;(2)模型和仿真向开发、试验、部署和演进系统的人员提供清晰、一致的设计,从而是生产率最大化并使错误最小化。具有在项目早期通过系统模型和仿真发现缺陷和不兼容性的能力,有助于避免在项目后期尤其是系统运行期间较高的项目成本和进度的延期。

 

综合电子系统是针对复杂综合电子系统研发的有效系统工具,以模型为中心,将研发过程中的需求、功能、架构、ICD、POP、仿真、机载软件、机载硬件、集成测试等数据紧密关联,实现对模型逐步精细化(Model Refining)的继承性设计和可追溯性验证。

 

为了适应研发工作快速发展的需求,提升综合电子系统研发综合能力,必须从根本上提升研发效率和所交付系统的质量。采用MBD/MBSE的方法是改变目前研发状态的有效途径。为了实现MBD/MBSE方法的落地,亟需建立一个完整的流程、数据、工具和知识管理系统。

 

综合运用项目管理、流程管理、数据管理、工具集成、知识工程等技术,实现综合电子“工程经验模板化、工具软件集成化、产品设计协同化、项目流程规范化”的研发模式。支持研发过程从需求分析到系统架构设计、再到早期的系统设计仿真和需求确认。

 

 

 

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案例一:某单位,原型机数据仿真分析

 

该案例中,原型设备产生的原始飞行数据无法追溯和利用,通过Simox仿真工具,继承详细设计中原型设备的行为逻辑模型,仿真后得到理想状态原型设备运行参数;解析原型设备真实产生的运行数据,与理想状态数据进行对比,分析原型设备的运行状态。