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申请/专利权人：哈尔滨工程大学

摘要：本发明公开了一种基于SysML和Modelica的冗余系统设计方法，所述方法包括如下步骤：步骤S1、开展功能FMECA分析，确定冗余系统及其冗余度；步骤S2、构建冗余系统功能模型，解析系统功能和行为；步骤S3、构建冗余系统逻辑架构模型，解析系统组成和结构；步骤S4、联合Modelica多领域建模仿真，分析验证冗余系统性能；步骤S5、根据性能分析结果，完善优化系统冗余设计。本发明使用SysML和Modelica开展冗余系统的仿真建模设计与优化，可以在理论和实际上保证冗余设计的有效性。该方法能够实现冗余系统设计与验证的一体化，降低迭代设计成本，缩短设计周期。

主权项：1.一种基于SysML和Modelica的冗余系统设计方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤S1、开展功能FMECA分析，确定冗余系统及其冗余度首先，对目标系统进行功能FMECA分析，根据各功能模块提取对应的系统组成要素，即子系统；然后，确定薄弱功能模块所对应的子系统，开展冗余系统设计；步骤S2、构建冗余系统功能模型，解析系统功能和行为首先，利用SysML活动图、序列图、状态机图构建冗余系统的功能模型，解析冗余系统与其他子系统之间的交互行为；然后，对冗余系统泳道内的功能进一步分解，将其细化成更加具体的子功能，并将该子功能与对应的部件进行关联，从而确认冗余系统内部组成；最后，针对冗余系统内部组成，构建部件层级的功能模型，以此完成对整个冗余系统功能和行为的可视化描述；步骤S3、构建冗余系统逻辑架构模型，解析系统组成和结构基于步骤S2所建立的冗余系统功能模型，为冗余系统及其部件创建逻辑架构模型，将功能模型中的行为活动转化为子系统与部件两个层级内的流关系，并建立内部模块图描述两个层级间的连接形式，以此完成对该冗余系统组成和结构的可视化描述，为后续系统的性能分析与验证提供基础；步骤S4、联合Modelica多领域建模仿真，分析验证冗余系统性能将步骤S3构建的冗余系统逻辑架构模型转化为Modelica模型，通过引入环境变量、注入退化模型，模拟不同领域部件的退化过程，分析冗余系统在不同工况下的性能状态，从而验证冗余系统初步设计方案的有效性，并通过调整冗余度优化目标系统的性能；步骤S5、根据性能分析结果，完善优化系统冗余设计将基于Modelica模型分析得来的系统冗余度反馈给SysML模型，对初始设计方案进行优化，重复步骤S1~步骤S4的建模与分析过程，通过多次迭代完成冗余系统的最终设计。

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