基于MBSE模型的机载光纤捷联航姿系统的设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114217769A(43)申请公布日2022.03.22(21)申请号202111550603.5(22)申请日2021.12.17(71)申请人陕西宝成航空仪表有限责任公司地址721006陕西省宝鸡市清姜路70号(72)发明人刘玉霞李以辉张鹏王新杨启超(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)11350代理人宋秀珍(51)Int.Cl.G06F8/20(2018.01)G06F8/10(2018.01)G06F8/35(2018.01)G06F11/36(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称基于MBSE模型的机载光纤捷联航姿系统的设计方法(57)摘要提供一种基于MBSE模型的机载光纤捷联航姿系统的设计方法，属于导航设计技术领域，采用MBSE模型对光纤捷联航姿系统进行描述，通过条目化需求、建立起各条需求的连接关系，实现需求的追溯管理体系，该方法能够有效避免设计人员在开发和设计中增加主观意志，解决了科研过程中需求传递的随意性和不明确性等突出问题，从而有助于提升正向设计能力；通过需求分析、功能分析和设计综合三大步骤，在产品投入制造前通过对系统原理和功能逻辑进行仿真和分析，全面细致地掌握系统特性并进行仿真试验，从而可减少设计的逻辑缺陷，完善系统功能，减少物理试验的次数，降低成本，缩短研制周期，提高机载光纤捷联航姿系统的研发质量和效率。CN114217769ACN114217769A权利要求书1/2页1.基于MBSE模型的机载光纤捷联航姿系统的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：需求分析：识别系统设计的任务需求和系统功能，通过分析相关利益攸关者需求，从中捕获系统需求，针对任务需求和系统需求建立用例模型；步骤2：功能分析：在Rhapsody软件下，将光纤捷联航姿系统看成黑盒，对系统的整体功能进行梳理和设计，通过建立系统用例黑盒模型，在黑盒状态下分析每一个系统用例的状态行为，进行行为分析、场景分析、定义端口和接口、状态分析，通过执行模型确认并验证功能逻辑的正确性，进而识别光纤航姿系统与外界的交互，最终完整描述系统的状态行为；步骤3：设计综合：在Rhapsody软件下，将光纤捷联航姿系统看成白盒，在综合考虑所有系统功能的基础上，进行系统的架构分析与设计，将光纤捷联航姿系统拆分成若干子系统，然后基于统一架构对每一个用例按子系统进行功能分解与分配，并建立白盒模型，在此基础上进行子系统的行为状态分析，通过系统动态运行状态机模型验证子系统的行为状态逻辑，最终动态执行系统状态机模型，验证系统功能逻辑的准确性和完整性。2.根据权利要求1所述的基于MBSE模型的机载光纤捷联航姿系统的设计方法，其特征在于：上述步骤1中，具体过程如下。1)创建需求，首先在需求管理工具DOORS下进行系统需求分析，根据签订的技术协议、型号的具体要求、积累的经验以及行业的相关标准，对系统的功能性需求、非功能性需求进行梳理，形成条目化的需求，并对需求进行团队成员内部审查和同行专家审查，确保需求表达的意思是完整、明确、清晰、无歧义的，并且是可验证的；将梳理好的条目化需求通过Gateway导入rationalrhapsody软件中，根据系统实现的功能，将文字化的需求转化为以用例为模型表达的需求，并建立需求的矩阵视图，作为系统功能逻辑建模的输入；2)定义系统用例，首先确定系统所处的层级和位置，通过分析光纤捷联航姿系统的范围和主要的功能场景以及系统与外部参与者之间的交联关系确定系统边界；与该系统相互交联的外部参与者有外部电源系统PowerSystem、惯性导航设备INE1、惯性导航设备INE2、飞机管理计算机VMC、数据管理记录分系统FDRS、软件升级设备SoftwareUpdatePC、维护人员Maintainer、误差装订设备errorloadingPC；分析系统的功能，根据光纤捷联航姿系统的运行场景将系统分为导航用例navigateAH、软件升级用例updateSoftware、误差装订用例loadError。3.根据权利要求2所述的基于MBSE模型的机载光纤捷联航姿系统的设计方法，其特征在于：上述步骤2中，具体过程如下：1)行为分析，通过分析光纤捷联航姿系统导航用例所要执行的一系列活动与操作，阐明用例实现的工作流程，分析系统实现导航功能每一步所执行的动作，建立导航用例活动图模型；当系统检测到开关闭合后，接收处理加速度信号，在5分钟之内进行上电自检，如果上电自检通过，则输出自检通过信号，否则发送故障信息；上电自检完成后，系统读取惯性导航设备INE1和惯性导航设备INE2的信号，在2分钟之内进行周期自检；如果周期自检通过则进入对准，将对准数据发送给飞机管