带有数据约束的信息物理融合系统的建模方法

摘要

信息物理融合系统由具有连续性的物理系统和具有离散性的信息系统组合而成,是一种复杂的混成系统.针对现有的建模方法不能够直接对信息物理融合系统进行建模,采用基于模型的体系结构建模方法,对信息物理融合系统的不同部分采用不同的建模方法进行建模,将不同的建模语言进行相应的转换整合成一个完整的系统.AADL建模语言提供了较为全面的图表和结构,适合用来对系统的体系结构进行建模,针对于其无法描述概率迁移的问题,扩展了概率行为附件.作为AADL的补充,Modelica语言可以利用微分代数方程对物理系统的连续动态性进行建模.根据AADL与Modelica的映射规则,对AADL的属性集进行相应的扩展,将Modelica建立的模型转换为AADL模型,使得信息系统和物理系统融合.在Modelica与AADL建模的基础上,采用Z规范对信息物理融合系统交互过程中产生的大量数据进行形式化的约束.