基于SHML的CPS行为建模及仿真

• 作者: 杜德慧 王耀 管春琳 郭童
• 来源期刊: 软件学报
• 学科: 工学
• 关键词: 信息物理融合系统 领域建模语言 元建模 仿真 GEMOC
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 信息物理系统软件设计自动化专题
• 页码范围: 1585-1599
• 页数: 15页
• 分类号: TP311
• 字数: 12673字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13328/j.cnki.jos.005993

摘要

信息物理融合系统(cyber-physical systems,简称CPS)是深度融合了计算进程和物理进程的统一体,是集计算、通信与控制于一体的下一代智能系统,具有广阔的应用前景.CPS的行为具有混成性、随机性等特征,建模及仿真CPS的动态行为对于开发高质量的CPS系统至关重要.但是目前缺乏面向CPS的领域建模方法及建模CPS的领域建模语言,也迫切需要支持仿真CPS领域模型的仿真工具.针对以上问题,提出一种面向CPS领域的随机混成建模语言(stochastic hybrid modeling language,简称SHML)以支持建模CPS系统的行为.首先,根据CPS的领域特征定义了SHML的元模型作为其抽象语法,并定义了SHML的具体语法和操作语义;其次,基于GEMOC框架实现了SHML的可视化建模工具.此外,集成GEMOC的序列化执行引擎和Scilab的连续行为仿真引擎,实现仿真CPS的混成行为.提出了一种面向CPS领域的建模及仿真方法,设计并实现了一个集成的面向CPS行为的建模与仿真平台,为CPS的建模及仿真提供了一种有效的方法及工具支撑.