【摘要】：隨著民用飛機系統復雜性的提升,以及對其安全性、可靠性的要求愈發(fā)嚴格,業(yè)界在尋找新的系統工程方法對系統設計過程進行管理。目前,現代系統工程正逐漸向基于模型的系統工程(Model Based Systems Engineering,MBSE)轉變,建立符合逼真度要求的數字模型可以有效的推動MBSE在民用飛機研制中的應用,解決傳統研制方法存在的質量低、周期長和花費大等問題。起落架系統是民用飛機的關鍵系統之一,本文對此開展了深入的研究。本文依照MBSE方法梳理民機起落架系統開發(fā)的仿真模型需求,依據需求確立民機起落架系統仿真模型建模方案,形成模型總體設計功能架構并制定仿真模型建模規(guī)范。依據方案及建模規(guī)范開發(fā)民機起落架系統仿真模型,并進行民機起落架系統仿真模型測試與驗證技術研究。首先,結合民機起落架系統物理結構和MBSE方法特點,制定民機起落架系統建模及仿真分析整體技術方案,方案將建模流程分為需求分析、頂層元素建模、組件元素建模三個階段,并規(guī)定了仿真驗證的方式。第二,詳細研究了民機起落架系統建模及仿真過程中涉及的基本理論、需求管理機制、建模仿真語言、建模仿真環(huán)境,并研究了系統靜態(tài)結構模型和動態(tài)行為模型各自的架構和特點。第三,對民機起落架系統關鍵子系統/部件建模的三個階段(需求分析、頂層元素建模、組件元素建模)進行了實踐。得到基于DOORS/Rhapsody的需求模型、滿足系統功能需求的基于SysML/Simulink的民機起落架系統模型及模型軟件代碼。第四,設計Simulink和Rhapsody聯合仿真機制以支持基于SysML/Simulink的民機起落架系統模型內部數據交互和動態(tài)運行。以Rhapsody面板圖作為人機交互界面設計環(huán)境,并以人機交互界面結合狀態(tài)圖動畫運行的方式對所建立的民機起落架系統模型的正確性和有效性進行仿真和驗證。最后,對本文所做的工作進行了總結,并對課題后續(xù)研究方向作出展望。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V226
【圖文】：

1.2 研究現狀系統工程是在系統設計過程中尋求最優(yōu)的組織結構、管理模式、技術，促進系統設計高效進行的科學方法，誕生于第二次世界大戰(zhàn)期間，上世紀 50 年代以后開始迅速發(fā)展。上世紀 60年代以來，系統工程在國內外航空航天和國防領域被廣泛應用，是上述領域進行設計、研究、管理的首選方案，保障了自美國“阿波羅計劃”以來國內外眾多項目的成功。1969 年，美國主導形成了軍用級別標準《系統工程管理》[5-7]，從此以后，系統工程領域的方法論變化微小，我們可以將基于模型的系統工程出現之前采用的系統工程方法稱為傳統的系統工程。傳統的系統工程的發(fā)展歷程分為基于紙質文檔和自然語言的系統工程以及基于電子化、網絡化文檔的系統工程兩個階段。以上兩個階段對系統工程的改進之處只是將純紙質和自然語言形式的系統設計文檔轉換為電子文檔的形式，但這種轉變只是有助于系統設計過程中的復制、存儲、修改，從實質上并沒有改變設計各階段工作人員對文檔內容易理解出現二義性的問題[8-12]。所以，不管是基于紙質文檔和自然語言的系統工程還是將文檔電子化、網絡化都沒有促使系統工程這門學科發(fā)生實質性的突破。在此背景下，基于模型的系統工程應運而生，傳統系統工程到基于模型的系統工程的轉變如圖 1.1 所示。

圖 1.2 MBSE 發(fā)展路線圖國外已經于國防、航空航天等多個復雜系統設計領域進行了探索和梳理，給出較有代表性的案例如下：盟開展了科研機構、企業(yè)、高校協同參與的 EUROSYSLIB 計劃共享的系統工程模型庫。截止 2010 年項目結束期間，來自 5 個國開源模型庫和 18 個商業(yè)模型庫，覆蓋機械、電子、控制等眾多福尼亞州 PARC 研究中心承擔的 DARPA 自適應運載器制造計TA 項目開發(fā)了一套適用于 MBSE 不同階段的語言和工具，用估標準，以及基于 MBSE 方法的系統設計的流程與平臺工具[26]天中心在用于執(zhí)行實驗任務的國際空間站外部裝置 MISSE-X 的 MBSE 方法，期間采用 No Magic 公司的 MagicDraw 平臺建立系統數字模型，并以 Vitech 公司開發(fā)的 CORE 平臺進行模型內國內的研究還處于起步階段，中航工業(yè)于 2014 年率先啟動了 ME 的需求分析、管理方面，中航工業(yè)采用 IBM DOORS 需求管

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本文編號：2733096