【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复杂系统设计领域，具体涉及一种基于混合模型的复杂系统仿真方法。
技术介绍
1、在高端装备，如飞船、坦克、高铁等大型嵌入式复杂系统的总体设计过程中，都需要进行功能设计、指标设计、物理设计等工程活动。
2、当前，行业中最先进的设计方法是基于模型的系统工程方法(model basedsystems engineering，即mbse)，在mbse领域，主要的设计活动都有相关的建模语言标准支持，比如功能设计建模中采用的sysml语言，指标验证优化的多物理系统建模采用的modelica语言以及物理结构建模采用的二维、三维cad结构语言等。
3、从系统总体设计的业务需求出发，功能设计、指标设计及物理设计这三类活动是相互联系的，尤其是前两者，不能割裂，因此人们完成全部的系统总体设计活动需要打通功能设计模型到指标验证优化模型的设计传递过程。
4、当前在设计过程中，人们提出了两种方式打通功能设计模型到指标验证优化模型的传递工作：
5、1.将功能设计模型转换为指标验证优化模型，国际上曾经试图定义该过程的语言转换标准——sysml4modelica，但由于缺少工具厂商的支持以及实际的系统设计实践支持，最终该标准没有通过评审，在行业中也并未得到应用；
6、2.模型联合仿真方法，即在系统功能模型执行时，同步执行相关的c++算法、matlab算法以及指标验证优化模型独立算法等，通过两个模型的相互通信完成功能上的约束指标的定量验证优化，国际上sysml的工具厂商，如ibm的rhapso
7、以上两种方法并未在复杂系统的总体设计实践形成高效的实践，其原因主要是功能设计模型和指标验证优化模型的关注点不同，其中，功能设计建模语言通过构建运行场景定义系统功能清单，其专注于系统功能本身的来源性问题；而指标验证优化模型专注于功能本身的物理原理和物理特性问题，即功能的物理属性，及其机、电、液、热、控算法。两种模型不是同一个粒度的模型，因此无论是直接转换还是联合仿真，都不能解决两类模型本质上的互补性问题。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术目的在于提供一种基于混合模型的建模方法、设计方法及装置，解决功能设计建模语言和指标验证优化建模语言在设计建模过程中难以结合的问题，实现了从功能设计到指标设计的递进建模过程，避免了两个不同模型之间的割裂问题，同时提高了建模的效率。
2、本专利技术提供了一种基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，包括：
3、步骤s1功能设计建模，包括：基于复杂系统的内部组成、外部环境以及运行场景形成系统功能模型；在系统功能模型的基础上形成功能元素清单，功能元素清单描述复杂系统的功能；基于系统功能模型及功能元素清单生成功能代码；
4、步骤s2指标设计建模，包括：基于功能元素清单中的复杂系统的功能分别构建指标验证优化模型，指标验证优化模型描述相应功能的物理原理和物理特性；基于指标验证优化模型生成算法代码：
5、步骤s3整合混合模型，将算法代码嵌入功能代码中的相应功能元素的位置，形成混合算法代码；
6、步骤s4模型编译验证，将混合算法代码编译为可执行程序，对可执行程序进行测试，验证系统的功能和指标。
7、优选的，步骤s1功能设计建模进一步包括：
8、步骤s1.1定义系统，包括定义系统、系统内部的子系统、系统与子系统的组成关系、上下文关系以及外部环境，
9、步骤s1.2定义功能，基于系统的运行场景，定义系统及子系统的功能，形成功能元素清单，
10、步骤s1.3定义交互关系，基于功能元素清单，定义系统与外部环境以及子系统之间的交互关系及时序，
11、步骤s1.4定义交互接口，基于交互关系，定义系统与外部环境以及系统内部子系统间的交互接口，
12、步骤s1.5生成代码，基于功能元素清单，生成功能代码。
13、优选的，步骤s1功能设计建模采用sysml语言。
14、优选的，步骤s1.2中，基于sysml带泳道框的活动图定义功能元素清单。
15、优选的，步骤s1.3中，基于sysml的时序图定义交互关系。
16、优选的，步骤s1.4中，基于sysml的ibd图，定义交互接口。
17、优选的，步骤s1.5中，使用sysml语言的代码生成算法，生成系统及子系统的功能代码。
18、优选的，s2指标设计建模采用modelica语言。
19、优选的，步骤s2中，指标验证优化模型基于modelica元件库进行可视化建模。
20、优选的，步骤s2中，指标验证优化模型采用modelica语言直接进行文本建模。
21、优选的，步骤s2中，使用modelica模型的代码生成算法，将指标代码转化为c++语言的算法代码。
22、本专利技术还提供一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，处理器执行计算机程序以实现前述的基于混合模型的复杂系统仿真方法的步骤。
23、本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述的基于混合模型的复杂系统仿真方法。
24、一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现前述的基于混合模型的复杂系统仿真方法。
25、本专利技术的有益效果是：充分发挥功能设计模型及指标验证优化模型这两类模型的互补性，实现了从功能设计到指标设计的递进建模过程，避免了两个不同模型之间的割裂问题，同时提高了建模的效率。
26、本专利技术的基于复合模型的建模方法，在功能设计模型的基础上嵌入指标验证优化模型形成复合模型，使得在功能设计模型完成系统的功能设计建模的基础上，通过指标验证优化模型进一步完成系统的指标设计建模，实现了从功能设计到指标设计的递进建模过程，避免了两个不同模型之间的割裂问题，同时提高了建模的效率。
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1.一种基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述步骤S1功能设计建模进一步包括：
3.如权利要求2所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述步骤S1功能设计建模采用SysML语言。
4.如权利要求3所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述步骤S1.2中，基于SysML带泳道框的活动图定义所述功能元素清单。
5.如权利要求3所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述步骤S1.3中，基于SysML的时序图定义所述交互关系。
6.如权利要求3所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述步骤S1.4中，基于SysML的IBD图，定义所述交互接口。
7.如权利要求3所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述步骤S1.5中，使用SysML语言的代码生成算法，生成所述系统及所述子系统的功能代码。
8.如权利要求1所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述S2指
9.如权利要求8所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述指标验证优化模型基于Modelica元件库进行可视化建模。
10.如权利要求9所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述指标验证优化模型采用Modelica语言直接进行文本建模。
11.如权利要求8所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述步骤S2中，使用Modelica模型的代码生成算法，将所述指标代码转化为C++语言的所述算法代码。
12.一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-11所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-11所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法。
14.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-11所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述步骤s1功能设计建模进一步包括：
3.如权利要求2所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述步骤s1功能设计建模采用sysml语言。
4.如权利要求3所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述步骤s1.2中，基于sysml带泳道框的活动图定义所述功能元素清单。
5.如权利要求3所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述步骤s1.3中，基于sysml的时序图定义所述交互关系。
6.如权利要求3所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述步骤s1.4中，基于sysml的ibd图，定义所述交互接口。
7.如权利要求3所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述步骤s1.5中，使用sysml语言的代码生成算法，生成所述系统及所述子系统的功能代码。
8.如权利要求1所述的基于混合模型的复杂系统仿真方法，其特征在于，所述s2指标设计建模采用model...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗宇阳，谢轶，张德生，
申请(专利权)人：上海烜翊科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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