[发明专利]基于SysML-Modelica的混成系统建模及其转换为混成接口自动机的方法

权利要求书

1.基于SysML-Modelica的混成系统建模及其转换为混成接口自动机的方法，其特征在于：主要包含以下步骤：

(1)使用SysML的状态机图STM对混成系统的信息系统进行建模；使用Modelica对混成系统的物理系统进行建模；

(2)使用SysML的建模元素端口实现SysML模型和Modelica模型的连接，并借助SysML的结构图呈现出整体模型。

(3)通过HIA状态机图STM和Modelica的语义，提出实现SysML状态机图STM到HIA的转换规则以及实现Modelica模型到HIA的转换规则。

(4)根据SysML和Modelica模型转换后得到的HIA的特点，提出组合算法实现混成系统信息部分的HIA模型和混成系统物理部分的HIA模型的组合，得到混成系统整体HIA模型。

2.根据权利1要求所描述的基于SysML-Modelica的混成系统建模及其转换为混成接口自动机的方法，其特征在于：所描述步骤(1)使用SysML的STM对混成系统的信息系统建模，STM包含以下三个主要模块：

(1)States模块：表示对象的所有的状态，包括四种类型，即伪初始状态、简单状态、复合状态和最终状态；本发明假设所有状态都是简单状态，不存在复合状态，而简单状态中存在内部转移，用于表示对象位于此状态需要满足的条件，它的发生并不会引起状态的变化。因此，它可以用三元组表示，即States＝(initial_states，simple_states，final_states)；

(2)Transitions模块：指外部转移，其中的每个迁移表示对象在某个事件发生且满足守卫条件时从一个状态转换到另一个状态或者转换到自身的一种转换关系。

(3)Variables模块：STM中的变量一般在SysML的独立的的流规范中进行类型声明，所有需要变量的图只需引用相应的流规范模块即可。它表示系统中每个状态中出现的所有变量，变量表示系统在该状态下的某些性质。

3.根据权利1要求所描述的基于SysML-Modelica的混成系统建模及其转换为混成接口自动机的方法，其特征在于：所描述步骤(2)使用SysML的建模元素端口实现SysML模型和Modelica模型的连接，并借助SysML的结构图呈现出整体模型：首先根据SysML和Modelica模型建模元素之间的语义对应关系，选择SysML的流端口实现SysML建模的信息系统与Modelica建模的物理系统之间的交互。在此基础上，利用SysML的模块定义图BDD定义混成系统的组成模块及其各个模块之间的关系，主要包括信息系统模块、物理系统模块、流规范。最后，使用SysML的IBD图描述系统模块的内部成分及其之间的连接关系，从而更准确的描述混成系统各个模块之间的交互。

4.根据权利1要求所描述的基于SysML-Modelica的混成系统建模及其转换为混成接口自动机的方法，其特征在于：所描述步骤(3)提出STM和Modelica模型转换为HIA的规则：根据STM和Modelica模型和HIA的语义，利用它们的迁移关系，给出模型的转换规则，并利用提出的转换规则实现模型的转换。

5.根据权利1要求所描述的基于SysML-Modelica的混成系统建模及其转换为混成接口自动机的方法，其特征在于：所描述步骤(4)提出组合混成系统信息部分的HIA模型和混成系统物理部分的HIA模型的规则：根据混成系统信息部分和物理部分的混成接口自动机模型的特征，提出组合基于SysML和Modelica的HIA的组合规则。然后，利用提出的组合规则实现混成系统信息部分和物理部分的混成接口自动机模型的组合，最终得到混成系统的一个完整的混成接口自动机模型。