航天产品性能样机分布式协同建模与仿真技术研究

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1、ＩＫ学校代码１０６９９￣ＩＫ分类号ＴＰ１３１ｉ＾ＺＥＺＺＺＺＩ学号２０１２１００１５５Ｐ禹如Ｊｉ斗爹Ｉ戀博ｄｒ学位论文ＩＦ题目航天产晶性能样机分布式协同建模与仿真技术研究ｍ作者张峰工程学科、专业系统；＿指导教师薛惠锋、ｋ申请学位目期２０巧年３月Ｉ．西北工业大学学位论文知识产权声明书：本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产。权单位属于西北工业大学。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的霞印件和电子版本人

2、允许论文被查阅和惜阅。学校可．可！将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索Ｗ采用影巧、。同时本人保证缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，毕业后结合学位论文一研究课题再撰写的文章律注明作者单位为西北＿Ｔ＿业大学。保密论文待稱密盾删芦明文Ａ參／学拉论文體签名：Ｉ；Ｉｊ指导教师签名巧《＞々＞？／丈年／月义户日年月曰＿西北工业大学学位论文原创性声明：乗承学校严谨的学风和化良的科学道德，本人郑重声明所呈巧的学位论文，是本人在导师的指导下进行硏究王作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的巧容和致谢的地方

3、巧？已经公开发找或撰写过的硏究成果．不包含本人或其他，本论文不包含任何其他个人或集体已申请学位或其他用途使用过的成果。对本丈的硏究做化里要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式表明。一责任本人学化论文与资抖若有不实，愿意承扭切相关的法＾Ａ学位论文作者签名；Ｖ〇｜４月施＞ｉｊｒ年西北工业大学博士学位论文（学位研究生）题目航天产品性能样机分布式协同建模与仿真技术研究作者：张峰学科专业：系统工程指导教师：薛惠锋二O一五年三月Title:Distributedcollaborativemodelingandsimulationtechnolo

4、gyofdigitalperformanceprototypeforaerospaceproductsByZhangFengUndertheSupervisionofProfessorXueHui-fengADissertationSubmittedtoNorthwesternPolytechnicalUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofSystemsEngineeringXi’anP.R.ChinaMarch2015摘要摘要大型复杂航天产品性能样机技术是当前具

5、有挑战性和高难度的研究课题，成为工业和学术界的研究热点。它的设计通常由几百个单位参与论证、设计、制造、试验、使用、保障和管理。目前，由于性能样机的定量描述和建模理论与技术尚不成熟，以超声速飞航武器为代表的大型复杂航天产品面临着地面实验条件模拟难、指标要求高、综合集成性差、建模与仿真难度大、多类目标制导控制一体化优化设计技术等一系列关键技术需要解决。航天产品性能样机的研制是个多阶段全生命周期的设计过程，包含产品全生命周期内零部件及其设备的完整数字信息模型。而在现有环境条件下，不同子系统的设计建模、仿真与优化采用不同的设计方法，各学科领域模型之间具有不同的依赖关系

6、，不同信息模型在语义层面需要一致表达方法。因此，本文重点研究复杂航天产品性能样机的分布式协同建模方法、协同仿真方法、协同仿真模型库的构建方法和协同仿真优化方法，并应用云计算等现代信息化综合集成技术，实现性能样机的分布式协同建模与仿真统一管理。主要体现在：（1）针对航天产品性能样机的定量描述和建模理论与技术尚不成熟等问题，系统性地提出了UMSLO（Unified-Modeling-Simulation-Library-Optimization）概念模型，并在UMSLO模型的基础上提出了四级性能样机的设计过程和协同建模方法。首先，在对性能样机协同设计仿真业务需求分

7、析的基础上，结合本体建模方法，提出了一种基于本体元模型的性能样机协同概念建模方法。其次，根据所研究的基于本体的性能样机建模方法，给出了性能样机协同概念建模案例，并采用Protégé工具构建了性能样机的本体元模型库。最后，在分析性能样机协同建模流程的基础上，提出了一种基于对象Petri网的性能样机协同建模过程动态建模方法。给出了性能样机协同建模工作流模型的形式化定义以及协同概念建模、功能建模、仿真建模和优化建模设计单元的对象Petri网元模型。通过元模型输入输出接口动态描述性能样机协同建模与仿真过程。所构建的性能样机本体元模型库较好的解决了多学科产品模型的输出缺

8、失和冗余信息的问题，可以显式地表达领域