[发明专利]一种支持复杂系统设计和仿真的统一建模方法

说明书

一种支持复杂系统设计和仿真的统一建模方法，通过根据预设的图形和文本建模框架实现对复杂系统的两种形式的模型建立，再通过图文转换建模工具实现复杂系统模型两种形式的相互转换，最终，通过解释器解释成C++代码在DEVS仿真器环境中运行仿真，通过图形和文本两种建模形式将对复杂系统模型的系统设计和仿真验证融为一体，提高了复杂系统研发过程的效率，降低了建模人员学习成本，避免了对复杂系统模型设计更改困难，难以保证一致性等难题。

技术领域

本发明涉及一种支持复杂系统设计和仿真的统一建模方法，属于复杂系统建模技术领域。

背景技术

随着科学技术和需求的不断提高，尤其在军事和制造领域，研究对象的复杂度也在逐步增大。传统的基于文档的系统工程方法给建模人员带来了极大的困难与挑战。随着计算机技术的迅猛发展，基于模型的系统工程(MBSE)逐渐成为复杂系统乃至体系在系统设计和仿真建模领域的一种主流方法。基于模型的研发模式具有可重用、无歧义、易理解、易复用等诸多优点。目前，MBSE的主流建模语言是系统建模语言SysML(System ModelingLanguage),基于SysML实现对复杂系统的从需求设计到系统设计再到仿真验证的全流程建模的统一。

目前，针对复杂系统的全流程建模的主要方法：首先，通过SysML提供的9种图(需求图、模块定义图、内部连接图、状态机图等)完成复杂系统的需求及系统设计建模，再通过其他仿真建模语言如modelica、matlab/simulink等重新建模仿真来验证模型的正确性和完备性。

目前针对复杂系统的全流程建模方法无法将复杂系统的设计建模和仿真建模进行统一，需要通过不同的建模语言和平台实现。这大大增加了建模人员的学习成本，另外，跨语言、跨平台的实现方式导致对复杂系统模型设计过程更改困难，无法保证一致性。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，复杂系统全流程建模的传统方法，建模人员学习成本过高、无法保证一致性的问题，提出了一种支持复杂系统设计和仿真的统一建模方法。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种支持复杂系统设计和仿真的统一建模方法，步骤如下：

(1)根据建模需求进行模型层级划分并选取对应的元模型一致的系统图形模型框架及文本模型框架；

(2)根据预设的系统图形模型及文本模型框架建立复杂系统图形形式模型或复杂系统文本形式模型，并通过预设图文转换建模工具实现模型转换；

(3)将复杂系统图形形式模型转换为复杂系统文本形式模型，将各复杂系统文本形式模型通过预设解释器进行解释，根据获取的C++代码于DEVS仿真器环境中进行仿真验证。

所述步骤(1)中，预设模型框架包括：

耦合类模型框架、连续-原子类模型框架、离散-原子类模型框架、连接器类模型框架、函数类模型框架、结构体类模型框架，其中：

耦合类模型框架用于描述复杂系统中由原子模型或其他耦合类模型组件构成的模型；

连续-原子类模型框架用于描述复杂系统中具有连续行为的不可再分模型；

离散-原子类模型框架用于描述复杂系统中具有离散行为的不可再分模型；

连接器类模型框架用于描述耦合类模型的组件间可连接的模型；

函数类模型框架用于描述各类模型中所需实现特定功能的模型；

结构体类模型框架用于描述各类模型中所需复杂数学结构的模型。

所述系统图形模型框架包括：