一种飞行器虚拟样机运行流程辨识方法
【技术领域】
[0001]本发明属于虚拟机设计技术领域，具体涉及一种飞行器虚拟样机运行流程辨识方法。
【背景技术】
[0002]虚拟样机以其低成本、周期短、质量高的特点，逐渐成为飞行器系统设计、分析、验证和评估的主要手段。
[0003]在飞行器虚拟样机设计阶段，利用已有的仿真模型，用户可以通过“拖放”和“连线”等图形化建模手段快速完成虚拟样机的搭建，如图1所示。在样机的虚拟试验阶段，按照模型的连接顺序循环运行各仿真模型，即可获取设计结果，并进一步判断其是否达到了设计指标要求。由于组成飞行器的各个模型之间存在数据传递和数据依赖关系，上一个模型的输出可能会作为下一个模型的输入，因此模型执行顺序的正确与否将会直接影响到仿真结果的有效性和可靠性。
[0004]如图1所示，飞行器虚拟样机系统由7个模型构成，根据各模型的连接关系可以看出，模型2的执行依赖于模型1，模型3与模型2、模型3与模型7之间互为输入，模型3和模型7的执行均依赖于模型6，模型4、模型5和模型6应顺次执行。如果模型的依赖关系发生了变动，则模型的执行顺序也应作出相应的改变，否则仿真结果将会出现问题。
[0005]现有的飞行器虚拟样机平台一般采用静态指定的方式，即在系统搭建完成后，设计者根据实际运行需要，依次设定各个模型的执行次序，在虚拟试验阶段，系统按照指定的次序执行各模型。这种方法虽然可以保证模型执行顺序的正确性，但在模型个数较多时存在操作复杂、容易出错等缺点，使用起来极为不便。
[0006]因此，亟需研制一种飞行器虚拟样机运行流程辨识方法，它能够动态确定各模型的运行流程，从而有效提高飞行器虚拟样机系统的搭建效率。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是利用有向图相关理论，结合虚拟样机的系统特点，提供一种自动辨识飞行器虚拟样机运行流程的方法。
[0008]为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是:
[0009]一种飞行器虚拟样机运行流程辨识方法，其特征在于:
[0010]首先确定飞行器虚拟样机运行流程自动辨识原理:根据有向图理论，设G = (V, E)是一个具有η个顶点的有向图,V表示由所有顶点序列V1, ν2,…，Vn构成的集合,E表示所有有向边的集合；将仿真模型用顶点V1代替，用入度表示模型的输入个数，同时为每个顶点增加一个字段h，用于记录与之相邻最近的输入邻接点的标号；
[0011 ] 本自动辨识方法的实施步骤如下:
[0012]步骤1:找出当前有向图中所有入度为O的顶点；
[0013]步骤2:将当前所有入度为O的顶点存入集合A中；
[0014]步骤3:从有向图中删除入度为O的顶点V1,同时修改相应的输出邻接点Vj的入度并使kj = i ;
[0015]步骤4:如果此时有向图为空，进入步骤7，否则执行步骤5 ；
[0016]步骤5:查找有向图中是否存在入度为O的顶点，如果不存在，则表明当前有向图存在回路，执行步骤6，否则回到步骤I ;
[0017]步骤6:按顺序遍历集合A,找到A中顶点Vi和当前有向图中顶点Vj,使得kj = i首次成立，将 ' 的入度置为0，回到步骤I ;
[0018]步骤7:集合A中顶点的排列次序即为仿真模型的运行次序。
[0019]进一步的，如上所述的一种飞行器虚拟样机运行流程辨识方法，仿真运行流程自动辨识过程是按照仿真模型的连接关系输出有向图各顶点的过程，其约束条件为:
[0020]I)保证每个顶点被输出且仅被输出I次；
[0021]2)每个顶点的输出顺序应符合连接关系。
[0022]本发明技术方案利用有向图相关理论，结合虚拟样机的系统特点，实现了各模型运行次序的动态确定，提高了虚拟样机的搭建效率。与现有的采用静态指定虚拟样机运行流程的方法相比，本方法的有益效果为:
[0023]I)在模型个数较多时能够有效降低模型执行次序出错的概率；
[0024]2)能够自动对各模型的执行顺序进行辨识，提高了虚拟样机的搭建效率。
【附图说明】
[0025]图1是利用图形化建模手段搭建的仿真系统；
[0026]图2是图1的有向图表示；
[0027]图3是虚拟样机运行流程辨识步骤；
[0028]图4是图1虚拟样机系统运行流程辨识过程说明。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。
[0030]一种飞行器虚拟样机运行流程辨识方法，首先确定飞行器虚拟样机运行流程自动辨识原理:根据有向图理论，设G= (V, E)是一个具有η个顶点的有向图，V表示由所有顶点序列Vl，ν2,…，Vn构成的集合，E表示所有有向边的集合；将仿真模型用顶点V1代替，用入度表示模型的输入个数，同时为每个顶点增加一个字段h，用于记录与之相邻最近的输入邻接点的标号；
[0031]仿真运行流程自动辨识过程是按照仿真模型的连接关系输出有向图各顶点的过程，其约束条件为:
[0032]I)保证每个顶点被输出且仅被输出I次；
[0033]2)每个顶点的输出顺序应符合连接关系。
[0034]本自动辨识方法的实施步骤如图3所示:
[0035]步骤1:找出当前有向图中所有入度为O的顶点；
[0036]步骤2:将当前所有入度为O的顶点存入集合A中；
[0037]步骤3:从有向图中删除入度为O的顶点V1,同时修改相应的输出邻接点Vj的入度并使kj = i ;
[0038]步骤4:如果此时有向图为空，进入步骤7，否则执行步骤5 ；
[0039]步骤5:查找有向图中是否存在入度为O的顶点，如果不存在，则表明当前有向图存在回路，执行步骤6，否则回到步骤I ;
[0040]步骤6:按顺序遍历集合A,找到A中顶点Vi和当前有向图中顶点Vj,使得kj = i首次成立，将 ' 的入度置为0，回到步骤I ;
[0041]步骤7:集合A中顶点的排列次序即为仿真模型的运行次序。
[0042]以图2为例，按照上述算法给出确定各模型执行顺序的辨识过程，如图4所示；
[0043]Dv1入度为O,存入集合A中(当前A中顶点为V1),删除V1(有向图中顶点为V2, V3, v4, v5, Vg, v7, v8, Vg),邻接点 V2 的入度变为 I,令 k2 = I ;
[0044]2)此时不存在入度为O的顶点，依次遍历集合A,遍历至V1时,有k2 = I,修改V2的入度为O ;
[0045]3) V2入度为O,存入集合A中(当前A中顶点依次为V1, V2),删除V2 (有向图中顶点为V；?，V4.V5, V6, V7, V8, V9)，邻接点V3的入度变为3,令k3 = 2 ;
[0046]4)此时不存在入度为O的顶点，依次遍历集合A,遍历至V2时,有k3 = 2,修改V3的入度为O ;
[0047]5) V3入度为O,存入集合A中(当前A中顶点依次为V1, v2，V3),删除V3 (有向图中顶点为v4，V5, V6, V7, V8, V9)，邻接点V4的入度变为O,令k4 = 3 ;
[0048]6) V4入度为O,存入集合A中(当前A中顶点依次为V1, v2，v3，V4),删除v4(有向图中顶点为v5，V6, v7, v8, v9),邻接点V5的入度变为O, V9的入度变为1,令k5 = 4, k9 = 4 ;
[0049]7) V5入度为O,存入集合A中(当前A中顶点依次为V1, v2，v3，v4，V5),删除V5 (有向图中顶点为v6，v7, v8, V9),邻接点V6的入度变为O,令k6 = 5 ;
[0050]8) V6入度为O,存入集合A中(当前A中顶点依次为V1, v2, v3, v4, v5, V6),删除V6 (有向图中顶点为v7，v8, V9),邻接点V7的入度变为0,令k7 = 6 ;
[0051]9) V7入度为O,存入集合A中(当前A中顶点依次为V1, v2, v3, v4, v5, v6, V7),删除V7(有向图中顶点为v8，V9)，邻接点V8的入度变为0，令ks = 7 ;
[0052]10) V8入度为O,存入集合A中(当前A中顶点依次为V1, v2, v3, v4, v5, v6, v7, V8),删除V8(有向图中顶点为V9)，邻接点V9的入度变为0，令k9 = 8 ;
[0053]11) V9入度为O,存入集合A中(当前A中顶点依次为V1, v2, v3, v4, v5, v6, v7, v8, V9),删除V9(有向图为空)，输出结束；
[0054]12)模型运行顺序即为集合A中模型排序，依次为1-2-3-4-5-6-7-8-9。
【主权项】
1.一种飞行器虚拟样机运行流程辨识方法，其特征在于: 首先确定飞行器虚拟样机运行流程自动辨识原理:根据有向图理论，设G= (V, E)是一个具有η个顶点的有向图,V表示由所有顶点序列V1, ν2,…，Vn构成的集合，E表示所有有向边的集合；将仿真模型用顶点V1代替，用入度表示模型的输入个数，同时为每个顶点增加一个字段h，用于记录与之相邻最近的输入邻接点的标号； 本自动辨识方法的实施步骤如下: 步骤1:找出当前有向图中所有入度为O的顶点； 步骤2:将当前所有入度为O的顶点存入集合A中； 步骤3:从有向图中删除入度为O的顶点Vl，同时修改相应的输出邻接点Vj的入度并使kj = i ; 步骤4:如果此时有向图为空，进入步骤7，否则执行步骤5 ； 步骤5:查找有向图中是否存在入度为O的顶点，如果不存在，则表明当前有向图存在回路，执行步骤6，否则回到步骤I ; 步骤6:按顺序遍历集合A,找到A中顶点Vi和当前有向图中顶点Vj,使得kj = i首次成立，将V]的入度置为O，回到步骤I ; 步骤7:集合A中顶点的排列次序即为仿真模型的运行次序。2.如权利要求1所述的一种飞行器虚拟样机运行流程辨识方法，其特征在于:仿真运行流程自动辨识过程是按照仿真模型的连接关系输出有向图各顶点的过程，其约束条件为: 1)保证每个顶点被输出且仅被输出I次； 2)每个顶点的输出顺序应符合连接关系。
【专利摘要】本发明属于虚拟机设计技术领域，具体涉及一种飞行器虚拟样机运行流程辨识方法。本发明技术方案利用有向图相关理论，结合虚拟样机的系统特点，实现了各模型运行次序的动态确定，提高了虚拟样机的搭建效率。与现有的采用静态指定虚拟样机运行流程的方法相比，本方法的有益效果为：1)在模型个数较多时能够有效降低模型执行次序出错的概率；2)能够自动对各模型的执行顺序进行辨识，提高了虚拟样机的搭建效率。
【IPC分类】G06F17/30, G06F9/455
【公开号】CN105630570
【申请号】CN201410602344
【发明人】王建林, 铁鸣, 朱秀娟, 吴旭生, 王玲, 胡东飞, 刘溪聪
【申请人】北京临近空间飞行器系统工程研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月31日