本文關(guān)鍵詞：基于AADL的微發(fā)控制器程序自動(dòng)生成和驗(yàn)證

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【摘要】：隨著微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)(MTE)控制系統(tǒng)的發(fā)展,縮短軟件開發(fā)時(shí)間、節(jié)省軟件開發(fā)成本、保證系統(tǒng)魯棒性等需求越來越不容忽視,因此尋求一種更簡(jiǎn)捷更可靠的開發(fā)方法成為大勢(shì)所趨。模型驅(qū)動(dòng)開發(fā)方法(MDD)是一種基于更高層次的抽象模型進(jìn)行軟件開發(fā)的方法,以建模和模型轉(zhuǎn)換作為開發(fā)的主要途徑。本文采用模型驅(qū)動(dòng)開發(fā)方法進(jìn)行微發(fā)電子控制器程序設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)需求分析的基礎(chǔ)上,采用體系結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)語(yǔ)言AADL設(shè)計(jì)MTE控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模型。將系統(tǒng)中的硬件、軟件組成元素建模為相應(yīng)類型組件,通過組件連接/綁定、子程序調(diào)用建立組件之間聯(lián)系,使用行為附件庫(kù)擴(kuò)展AADL的語(yǔ)法和語(yǔ)義,在OSATE2開發(fā)環(huán)境中建立完整的MTE控制系統(tǒng)模型。使用Analysis插件進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)度分析表明,控制系統(tǒng)模型符合AADL結(jié)構(gòu)規(guī)范,其調(diào)度策略合理,滿足實(shí)時(shí)性要求。將uC/OS-III操作系統(tǒng)內(nèi)核移植到STM32F103VE處理器,為控制器代碼自動(dòng)生成提供基礎(chǔ)。采用兩種方法進(jìn)行控制器代碼自動(dòng)生成。其一,研究AADL到uC/OS-III平臺(tái)的C代碼轉(zhuǎn)換規(guī)則,自行設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)換程序,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易AADL模型到控制器C代碼的轉(zhuǎn)換,驗(yàn)證了方法的可行性。其二,采用Ocarina工具套件自動(dòng)生成中間件(PloyORB-HI)代碼。由于PloyORB-HI中間件不支持uC/OS-III操作系統(tǒng),因此首先對(duì)PloyORB-HI中間件進(jìn)行移植。對(duì)生成的代碼進(jìn)行后處理,使之成為完整的控制程序。建立MTE的數(shù)學(xué)擬合起動(dòng)模型和部件級(jí)慢車以上模型,對(duì)生成的控制程序進(jìn)行數(shù)字仿真和實(shí)物在回路仿真驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步開展臺(tái)架試驗(yàn)。仿真和臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果表明控制程序能夠?qū)TE進(jìn)行有效控制。
【關(guān)鍵詞】：MTE MDD AADL PloyORB-HI 代碼自動(dòng)生成 模型
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V233.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-11
• 縮略詞11-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 研究背景及意義13-15
• 1.1.1 研究背景13-14
• 1.1.2 研究意義14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 論文的結(jié)構(gòu)安排18-20
• 第二章 MTE嵌入式控制系統(tǒng)建模20-38
• 2.1 AADL概述20-24
• 2.1.1 AADL組件介紹21-23
• 2.1.2 AADL模型設(shè)計(jì)方法23-24
• 2.2 需求分析24-28
• 2.2.1 MTE控制系統(tǒng)組成24-25
• 2.2.2 MTE控制器硬件25-26
• 2.2.3 MTE控制器軟件26-28
• 2.3 控制系統(tǒng)建模28-37
• 2.3.1 MTE模型硬件組件28-29
• 2.3.2 MTE控制軟件模型細(xì)分29-33
• 2.3.3 MTE頂層模型33-35
• 2.3.4 物理連接及軟件對(duì)硬件的綁定35
• 2.3.5 模型驗(yàn)證與分析35-37
• 2.4 小結(jié)37-38
• 第三章 基于AADL的MTE控制器程序生成38-58
• 3.1 UC/OS-III內(nèi)核移植38-44
• 3.1.1 Cortex-M3處理器39-41
• 3.1.2 uC/OS-III內(nèi)核移植41-44
• 3.2 模型轉(zhuǎn)換方法研究44-50
• 3.2.1 AADL組件轉(zhuǎn)換規(guī)則44-49
• 3.2.2 程序設(shè)計(jì)和驗(yàn)證49-50
• 3.3 基于OCARINA的代碼自動(dòng)生成50-55
• 3.3.1 PolyORB中間件及移植50-54
• 3.3.2 控制器程序生成54-55
• 3.4 MTE控制器程序后處理55-57
• 3.5 小結(jié)57-58
• 第四章 MTE控制器程序驗(yàn)證58-76
• 4.1 微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)建模58-70
• 4.1.1 MTE起動(dòng)模型59-60
• 4.1.2 MTE慢車以上的氣動(dòng)熱力過程60-62
• 4.1.3 MTE慢車以上過程部件級(jí)建模62-68
• 4.1.4 數(shù)字仿真驗(yàn)證68-70
• 4.2 實(shí)物在回路仿真試驗(yàn)70-72
• 4.3 臺(tái)架試驗(yàn)72-75
• 4.3.1 微發(fā)試車臺(tái)架72-73
• 4.3.2 臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果73-75
• 4.4 小結(jié)75-76
• 第五章 總結(jié)與展望76-78
• 5.1 本文的主要研究成果76
• 5.2 展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-83
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：952318