基于MBSE的航天任務分析與設計方法.pdf

1、航天任務分析與設計是一項涉及多學科領域、多目標、多約束的復雜系統(tǒng)工程過程，系統(tǒng)耦合關聯(lián)嚴重、參與人員眾多、設計信息龐雜，以文檔為中心的傳統(tǒng)系統(tǒng)工程范式凸顯出一定的困難，亟需探索新的系統(tǒng)工程方法。本文以基于模型的系統(tǒng)工程方法為主要研究對象，探討了它在航天任務分析與設計中應用的相關問題。
　　MBSE方法提供給系統(tǒng)工程師進行系統(tǒng)設計的豐富手段，本文研究了MBSE方法的基礎知識和MBSE方法論的一般內(nèi)容，以及SysML的基本知識。

2、>　　系統(tǒng)模型是 MBSE方法的主要工件，將所有設計信息統(tǒng)一在一起。本文提出了一種面向FireSAT任務的建模方法，在分析FireSAT任務的投資者、用戶等利益相關者的基礎上，構建了FireSAT任務的需求模型和用例場景模型，從需求模型和用例場景推導出FireSAT任務的邏輯架構模型，并以此為基礎構建了物理參考架構模型。這些模型緊密結合，共同組成FireSAT任務的系統(tǒng)模型，它將為后面的成本估算、參數(shù)分析和物理架構方案優(yōu)選提供支持。

3、r>　　航天任務的全壽命周期成本是任務設計需要考慮的重要方面，它是任務壽命所有階段各種組成要素的成本，因此全壽命周期成本的估算需要依據(jù)很全面的任務信息，系統(tǒng)模型提供這樣一個信息平臺。本文提出一種基于模型的FireSAT任務成本估算方法，該方法在FireSAT任務系統(tǒng)模型的基礎上構建Excel成本模型和SysML成本分析模型，定義分析模型對架構模型的引用關系，通過兩種模型的集成實現(xiàn)了對全壽命周期成本的估算。將估算值與 SME參考書中的Fi

4、reSATⅡ任務成本估算值比較，證明了估算結果的有效性。將估算過程與傳統(tǒng)方法比較，表明了該方法能提高工作效率，避免手動輸入帶來的錯誤。
　　系統(tǒng)參數(shù)設計和物理架構方案優(yōu)選也是航天任務設計需要考慮的重要方面，系統(tǒng)模型為它們提供了權威的信息來源。本文利用FireSAT衛(wèi)星總體參數(shù)約束關系，構建了衛(wèi)星的軌道、載荷、電源等部分的SysML分析模型，實現(xiàn)了多分系統(tǒng)參數(shù)的解算，結果表明該方法參數(shù)模型能將更直觀地展現(xiàn)參數(shù)約束關系，是參數(shù)建模和分