【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于仿真，具体来说，涉及一种针对复杂系统的状态机仿真方法。
技术介绍
1、随着物联网、云计算、大数据、数字孪生等新一代信息技术和人工智能技术的快速发展，及其与制造业的不断融合与落地应用，向智能制造转型升级，已成为制造业发展的必然趋势。mbse支持以概念设计阶段开始，并持续贯穿于开发和后期的生命周期阶段的系统需求、设计、分析、验证和确认活动的正规化建模应用。
2、在这其中基于对系统中的行为定义，行为中需要包含的该行为的状态，以及在此完成后，整个系统发生的变化的模型，开展状态机仿真，得到仿真结果，从而根据仿真得到的仿真信息，对仿真结果进行评价验证，并对系统模型进行校验与确认。
3、如今现有方法是基于sysml、uml、updm等多种图形化建模语言规范，定义每个语言规范行为图中的模型元素，从而在使用对应的图形化语言进行行为建模时，能够对构建好的行为图直接进行状态机仿真。但是针对特定领域，进行系统行为描述时，通用化建模语言的图形化模型元素行为无法进行有效的扩展，从而存在建模效率低，可扩展性差，灵活度较低等问题。
技术实现思路
1、针对现有图形化建模语言元素行为无法针对特定领域进行扩展，且不能将描述好的行为元素代码进行保存复用的问题，本专利技术提供了一种针对复杂系统的状态机仿真方法。
2、为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种针对复杂系统的状态机仿真方法，包括步骤：
4、s1、基于sysml状态机图元
5、s2、开发行为代码；
6、s3、状态机仿真编译；
7、s4、仿真配置；
8、s5、仿真执行；
9、s6、获得仿真结果；
10、s7、验证模型，完成仿真。
11、进一步地，构建系统状态机图基于sysml图形化建模语言规范，构建系统状态机图，以状态和状态之间的转换描述系统行为；
12、系统状态机图包括的元素：
13、区域：状态机包含一个或多个区域，共同描述状态机的状态相关行为，一个区域的初始化和完成分别使用初始伪状态和最终状态来描述；
14、状态：状态由一个圆角矩形表示，表示一些重要条件，状态代表了对事件的响应变化以及执行行为的变化，每个状态都可以包含进入和退出状态时各自执行的入口和出口行为；
15、转换：转换规定状态机中何时发展状态更改。
16、进一步地，开发行为代码通过与图形化模型相结合的方式，选中某个状态机模型元素后进行行为代码开发，并将其保存至系统状态机模型文件中；
17、开发的代码类型描述包括：
18、区域代码开发：开发的区域行为代码可以包含一个区域行为代码或多个区域行为代码；
19、状态代码开发：简单状态代码开发包括定义状态是否初始化以及该状态时的等式设置，组代码开发包括属性代码开发和函数代码开发；
20、转换代码开发：包括事件代码开发、条件代码开发、赋值代码开发和状态跳转代码开发；
21、svg代码开发：包括svg文件绑定代码开发和基本属性代码开发。
22、进一步地，状态机仿真编译是将开发好的代码进行编译，形成cif求解器使用的cif代码；
23、状态机仿真编译包括单区域编译和多区域编译；
24、单区域编译：将一个区域的状态机模型文件中的行为代码进行编译，形成一个单区域cif代码文件，供cif求解器使用；
25、多区域编译：首先定义多区域cif代码文件名称，然后将多个区域的状态机模型文件中的行为代码分别进行单区域编译，再将得到的单区域cif代码文件进行合并形成为一个多区域cif代码文件，供cif求解器使用。
26、进一步地，仿真配置是仿真执行前需要进行一系列的配置，实现对仿真的设置；
27、仿真配置包括输入模式设置、仿真设置、编译设置、输入设置、输出设置和ode求解器设置；
28、输入模式设置：包括错误、警告、正常和调试选项；
29、仿真设置：包括仿真文件格式设置、仿真格式初始化设置、仿真结束时间设置、最大延迟设置、随机分布的初始种子设置、完整模式设置、外部函数异步执行设置、分析设置、请求确认仿真器终止设置、最大时间公差设置和加载调试代码设置；
30、编译设置：包括仅编译设置、编译的代码文件设置、java编译器设置；
31、输入设置：包括输入模式设置、自动模式选择算法设置、自动模式时间转换持续时间设置、跟踪输入文件设置、交互模式自动转换选择设置、环境事件设置、历史设置和历史容量设置；
32、输出设置：包括通用输出设置、svg可视化设置、轨迹数据设置、图可视化设置和状态可视化设置；
33、ode求解器设置：包括ode求解器固定输出步长设置、ode集成器设置和ode根查找器等设置。
34、进一步地，仿真执行是在进行仿真配置完成后调用cif求解器进行状态机仿真；
35、仿真执行存在两种情况：仿真执行成功和仿真执行失败；
36、仿真执行成功：仿真执行成功则会依据仿真配置在控制台、状态可视化相应窗口输出仿真过程信息；
37、仿真执行失败：仿真执行失败则会输出错误，基于输出的错误需要对开发的行为代码修改后，再进行状态机仿真编译和仿真配置步骤后，再进行仿真执行。
38、进一步地，获得仿真结果主要是在仿真执行时查看相应的输出信息和仿真结束后将仿真数据进行保存，获得的仿真结果用于验证模型。
39、进一步地，验证模型是基于获得的仿真结果与系统需求、功能模型进行对比验证；验证模型如果正确则仿真结束，如果错误则查找错误来源，依据实际情况可能对系统状态机图进行修改，再执行开发行为代码、状态机仿真编译和仿真配置操作。
40、本专利技术相比现有技术，具有如下有益效果：
41、本专利技术基于模型的系统工程对系统行为通过模型的方式进行描述，并在此基础上开发系统行为代码进行状态机仿真。从而在系统研发设计早期，帮助系统设计人员发现设计缺陷，从而降低系统设计成本、缩短研发周期，提高系统的可靠性。
42、能够针对特定领域进行系统行为描述并开发系统行为代码，同时可通过导入已有行为代码模板，在该模板基础上开发系统行为代码，减少工作量。
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1.一种针对复杂系统的状态机仿真方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种针对复杂系统的状态机仿真方法，其特征在于，构建系统状态机图基于SysML图形化建模语言规范，构建系统状态机图，以状态和状态之间的转换描述系统行为；
3.根据权利要求2所述的一种针对复杂系统的状态机仿真方法，其特征在于，开发行为代码通过与图形化模型相结合的方式，选中某个状态机模型元素后进行行为代码开发，并将其保存至系统状态机模型文件中；
4.根据权利要求3所述的一种针对复杂系统的状态机仿真方法，其特征在于，状态机仿真编译是将开发好的代码进行编译，形成CIF求解器使用的CIF代码；
5.根据权利要求4所述的一种针对复杂系统的状态机仿真方法，其特征在于，仿真配置是仿真执行前需要进行一系列的配置，实现对仿真的设置；
6.根据权利要求5所述的一种针对复杂系统的状态机仿真方法，其特征在于，仿真执行是在进行仿真配置完成后调用CIF求解器进行状态机仿真；
7.根据权利要求6所述的一种针对复杂系统的状态机仿真方法，其特征在于，获得仿真结果
8.根据权利要求7所述的一种针对复杂系统的状态机仿真方法，其特征在于，验证模型是基于获得的仿真结果与系统需求、功能模型进行对比验证；验证模型如果正确则仿真结束，如果错误则查找错误来源，依据实际情况可能对系统状态机图进行修改，再执行开发行为代码、状态机仿真编译和仿真配置操作。
...【技术特征摘要】
1.一种针对复杂系统的状态机仿真方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种针对复杂系统的状态机仿真方法，其特征在于，构建系统状态机图基于sysml图形化建模语言规范，构建系统状态机图，以状态和状态之间的转换描述系统行为；
3.根据权利要求2所述的一种针对复杂系统的状态机仿真方法，其特征在于，开发行为代码通过与图形化模型相结合的方式，选中某个状态机模型元素后进行行为代码开发，并将其保存至系统状态机模型文件中；
4.根据权利要求3所述的一种针对复杂系统的状态机仿真方法，其特征在于，状态机仿真编译是将开发好的代码进行编译，形成cif求解器使用的cif代码；
5.根据权利要求4所述的一种针对复杂系统的状态机仿真方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：程鑫，范子贵，
申请(专利权)人：西安空天仿真科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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