基于aadl的微发控制器程序自动生成和验证

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1、中图分类号：V233.7论文编号：102870216-S113学科分类号：082502硕士学位论文基于AADL的微发控制器程序自动生成和验证研究生姓名许志龙学科、专业航空宇航推进理论与工程研究方向全权限数字电子控制系统设计指导教师徐建国南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringCodeAutomaticGenerationandVe

2、rificationforMicroTurbojetEngineControlUnitBasedonAADLAThesisinAerospacePropulsionTheoryandEngineeringbyXuZhilongAdvisedbyLecturerXuJianguoSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成

3、果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：2016.3.25摘要随着微型涡喷发动机（MTE）控制系统的发展，缩短软件开发时间、节省软件开发成本、保证系统鲁棒性等需求越来越不容忽视，因此寻求一种更简捷更可靠的开发方法成为大势所趋。模型驱

4、动开发方法（MDD）是一种基于更高层次的抽象模型进行软件开发的方法，以建模和模型转换作为开发的主要途径。本文采用模型驱动开发方法进行微发电子控制器程序设计。在系统需求分析的基础上，采用体系结构分析与设计语言AADL设计MTE控制系统体系结构模型。将系统中的硬件、软件组成元素建模为相应类型组件，通过组件连接/绑定、子程序调用建立组件之间联系，使用行为附件库扩展AADL的语法和语义，在OSATE2开发环境中建立完整的MTE控制系统模型。使用Analysis插件进行验证和调度分析表明，控制系统模型符合AADL结构规范，其调度策略合理，满

5、足实时性要求。将uC/OS-III操作系统内核移植到STM32F103VE处理器，为控制器代码自动生成提供基础。采用两种方法进行控制器代码自动生成。其一，研究AADL到uC/OS-III平台的C代码转换规则，自行设计模型转换程序，实现简易AADL模型到控制器C代码的转换，验证了方法的可行性。其二，采用Ocarina工具套件自动生成中间件（PloyORB-HI）代码。由于PloyORB-HI中间件不支持uC/OS-III操作系统，因此首先对PloyORB-HI中间件进行移植。对生成的代码进行后处理，使之成为完整的控制程序。建立MTE

6、的数学拟合起动模型和部件级慢车以上模型，对生成的控制程序进行数字仿真和实物在回路仿真验证。在此基础上，进一步开展台架试验。仿真和台架试验结果表明控制程序能够对MTE进行有效控制。关键词：MTE，MDD，AADL，PloyORB-HI，代码自动生成，模型iABSTRACTItismoreandmoreimportanttoshortensoftwaredevelopmentperiod,savesoftwaredevelopmentcostandensuresystemrobustness.Therefore,searchingmo

7、resimpleandreliabledevelopmentapproachshasbecomeanirresistibletrend.Model-drivendevelopment(MDD),whichmaindevelopmentmethodsaremodelingandmodeltransformation,isanadvancedsoftwaredevelopmentmethodologybasedonabstractmodels.Anditwasadoptedtodevelopmicrojetenginecontroll

8、er(MTE)programinthisthesis.Onthebasisofsystemrequirementsanalysis,thearchitectureofMTEcontrolsystemwasmodeledwitharchitectur