基于模型的雷达伺服系统控制回路联合仿真方法与系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于模型的雷达伺服系统控制回路联合仿真方法与系统，该方法包括运用SysML块定义图创建雷达伺服系统；运用SysML状态机建立雷达伺服系统的状态以及状态之间的转换条件，获得雷达伺服系统状态机；运用SysML活动图建立雷达伺服系统的活动行为，获得雷达伺服系统活动图；运用Matlab的Simulink工具创建雷达伺服系统控制回路的数学模型；将数学模型封装为不透明动作添加到SysML控制回路闭合活动图中；创建调用行为动作和控制回路数学模型不透明动作的接口；运用SysML仿真图对雷达伺服系统状态机、活动图进行仿真。本发明专利技术模拟雷达伺服系统在工作状态下的工作过程，解决了系统的试验验证主要依赖实物样机，方案技术反复多、设计制造差错多、周期经费消耗多的问题。设计制造差错多、周期经费消耗多的问题。设计制造差错多、周期经费消耗多的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于模型的雷达伺服系统控制回路联合仿真方法与系统


[0001]本专利技术涉及基于模型的系统工程设计领域。更具体地，涉及一种基于模型的雷达伺服系统控制回路联合仿真方法与系统。

技术介绍

[0002]随着产品复杂度的不断提升以及市场对产品性能、研发周期和成本的更高要求，传统的单纯依靠试验的“设计
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试验验证
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修改设计
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再试验”反复迭代的串行研制模式，已经难以满足产品研发的需求。针对雷达伺服系统模型进行联合仿真，可以从传统的串行研制模式到“设计
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虚拟综合
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虚拟试验
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数字制造
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物理制造”的并行研发模式的转变。雷达伺服系统控制回路联合仿真是系统模型仿真分析中至关重要的一个环节，也是验证系统功能性能的关键步骤，可以在设计初期实现产品的虚拟试验验证，消除系统设计缺陷，确保设计制造一次成功，从而提高产品研发质量，降低研发成本，缩短产品研发周期。
[0003]因此，需要提供一种基于模型的雷达伺服系统控制回路联合仿真方法与系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于模型的雷达伺服系统控制回路联合仿真方法与系统，解决系统的试验验证主要依赖于实物样机，方案技术反复多、设计制造差错多、周期经费消耗多的问题。将基于模型的雷达伺服系统控制回路联合仿真方法与系统应用到系统设计初期的功能性能验证环节，辅助设计师完善系统和参数设计，有效减少后续实物验证次数，缩短验证时间以及减少不必要的设计变更。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0006]本专利技术的一个目的在于提供一种基于模型的雷达伺服系统控制回路联合仿真方法，该方法包括，
[0007]运用SysML块定义图创建雷达伺服系统；
[0008]运用SysML状态机建立雷达伺服系统的状态以及状态之间的转换条件，以获得雷达伺服系统状态机；
[0009]运用SysML活动图建立雷达伺服系统的活动行为，以获得雷达伺服系统活动图；
[0010]运用Matlab的Simulink工具创建雷达伺服系统控制回路的数学模型；
[0011]将雷达伺服系统控制回路数学模型封装为不透明动作添加到SysML控制回路闭合活动图中；
[0012]创建SysML控制回路闭合活动图中调用行为动作和控制回路数学模型不透明动作的接口；
[0013]运用SysML仿真图对雷达伺服系统状态机、活动图进行仿真。
[0014]可选地，所述方法还包括创建目标角度、实时角度和实时速度作为雷达伺服系统的值属性。
[0015]可选地，所述雷达伺服系统的活动行为包括控制指令处理、轨迹规划和控制回路
闭合活动。
[0016]可选地，所述SysML控制回路闭合活动图中调用行为动作和控制回路数学模型的不透明动作的接口，进一步包括将所述值属性关联到所述数学模型中对应的变量。
[0017]可选地，所述SysML控制回路闭合活动图中调用行为动作和控制回路数学模型不透明动作的接口，还包括将目标角度值属性通过输入端口传递至位置回路的输入数据，而位置回路、速度回路的输出数据通过输出端口传递至实时角度、实时速度值属性。
[0018]可选地，所述雷达伺服系统进一步包括根据具体的控制指令和轨迹规划使得控制回路闭合。
[0019]本专利技术的另一个目的在于提供一种基于模型的雷达伺服系统控制回路联合仿真系统，包括SysML块定义图、SysML状态机、SysML活动图、Matlab/Simulink软件、SysML控制回路闭合活动图以及SysML仿真图，其中，
[0020]所述SysML块定义图，用于创建雷达伺服系统；
[0021]所述SysML状态机，用于建立雷达伺服系统的状态以及状态之间的转换条件，以获得雷达伺服系统状态机；
[0022]所述SysML活动图，用于建立雷达伺服系统的活动行为，以获得雷达伺服系统活动图；
[0023]所述Matlab的Simulink工具，用于创建雷达伺服系统控制回路的数学模型；
[0024]所述SysML控制回路闭合活动图，通过创建调用行为动作和控制回路数学模型不透明动作的接口，并将值属性关联到数学模型中对应的变量；
[0025]所述SysML仿真图，用于对雷达伺服系统状态机、活动图进行仿真。
[0026]可选地，所述雷达伺服系统状态主要包括初始化状态、工作状态和维护状态，所述工作状态又分为联机工作状态和本机工作状态，状态的转换通过SysML UI图面板开关信号来完成。
[0027]可选地，所述雷达伺服系统的活动行为在联机工作状态下，受主控指令控制；在本机工作状态下，受手动操控指令控制，所述雷达伺服系统会根据控制指令赋值相应的目标角度，再根据实时角度进行控制回路闭合。
[0028]本专利技术的有益效果如下：
[0029]本专利技术通过联合SysML与Matlab的Simulink模型，得到雷达伺服系统控制回路仿真模型，利用雷达伺服系统控制回路联合仿真模型模拟雷达伺服系统在工作状态下的整体工作过程，有效验证系统的功能性能，提高产品研发质量，消除系统设计缺陷。该模型在设计初期可以辅助设计师完善系统和参数设计，有效减少后续实物验证次数，缩短验证时间以及减少不必要的设计变更。
附图说明
[0030]为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0031]图1示出基于模型的雷达伺服系统控制回路联合仿真方法的流程示意图。
具体实施方式
[0032]为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。
[0033]如附图1所示的基于模型的雷达伺服系统控制回路联合仿真方法的流程图包括：
[0034]步骤1：运用SysML块定义图创建雷达伺服系统；
[0035]步骤2：创建目标角度、实时角度和实时速度为雷达伺服系统的值属性；
[0036]步骤3：运用SysML状态机建立雷达伺服系统的状态以及状态之间的转换条件，以获得雷达伺服系统状态机；
[0037]步骤4：运用SysML活动图建立雷达伺服系统的活动行为，以获得雷达伺服系统活动图；
[0038]步骤5：运用Matlab的Simulink工具创建雷达伺服系统控制回路数学模型，Simulink是Matlab的一个分支产品，主要用来实现对工程问题的模块化及动态仿真；
[0039]步骤6：将雷达伺服系统控制回路数学模型封装为不透明动作添加到SysML控制回路闭合活动图中，选择Matlab语言，输入函数名称，并将函数路径添加到SysML模型中；
[0040]步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模型的雷达伺服系统控制回路联合仿真方法，其特征在于，该方法包括运用SysML块定义图创建雷达伺服系统；运用SysML状态机建立雷达伺服系统的状态以及状态之间的转换条件，以获得雷达伺服系统状态机；运用SysML活动图建立雷达伺服系统的活动行为，以获得雷达伺服系统活动图；运用Matlab的Simulink工具创建雷达伺服系统控制回路的数学模型；将雷达伺服系统控制回路的数学模型封装为不透明动作添加到SysML控制回路闭合活动图中；创建SysML控制回路闭合活动图中调用行为动作和控制回路数学模型不透明动作的接口；运用SysML仿真图对雷达伺服系统状态机、活动图进行仿真。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括创建目标角度、实时角度和实时速度作为雷达伺服系统的值属性。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述雷达伺服系统的活动行为包括控制指令处理、轨迹规划和控制回路闭合活动。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SysML控制回路闭合活动图中调用行为动作和控制回路数学模型不透明动作的接口，进一步包括将所述值属性关联到所述数学模型中对应的变量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述SysML控制回路闭合活动图中调用行为动作和控制回路数学模型不透明动作的接口，还包括将目标角度值属性通过输入端口传递至位置回路的输入数据，位置回路、速度回路的输出数据通过输出端口传递至实时角度、实时速度值属性。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李源，赵媛媛，刘敏，范宏伟，
申请(专利权)人：北京无线电测量研究所，
类型：发明
国别省市：