[发明专利]一种从Simulink模型转换至UML模型的方法

摘要

本发明提供了一种从Simulink模型转换至UML模型的方法，通过建立Simulink模型的模型元素和UML模型的模型元素之间的对应关系，建立Simulink源元模型架构和UML目标元模型架构，从而根据Simulink源元模型和UML目标元模型确定Simulink模型转换至UML模型的转换方法。本发明确定了Simulink模型元素与UML模型元素的对应关系，简化了模型转换的复杂性，解决了在CPS系统中，通用建模过程领域细化问题和计算过程和物理过程融合的问题，解决了Simulink在需求建模上的弱势以及UML模型在表达控制，算法建模方面的缺陷，两者优势互补，扬长避短，提高模型开发的效率。

主权项

一种从Simulink模型转换至UML模型的方法，其特征在于包括如下步骤：1）建立Simulink模型的模型元素和UML模型的模型元素之间的对应关系针对Simulink模型中的基本模型元素原子模块Primitive Block、子系统模块SubSystem Block、连线Line/Branch和端口Port，通过ATL转换规则实现模型元素之间一一对应的转换，分别将其对应转换为UML模型的模型元素类Class、含子模块的类Class Contained Blocks、连接器Connector、流端口Flowport；2）建立Simulink源元模型架构和UML目标元模型架构建立Simulink源元模型架构，Simulink源元模型包括原子模块和含子系统模块的元模型EBlock、端口的元模型EPort、连线的元模型ELine、参数的元模型EParameter和函数的元模型EFunction，建立Simulink源元模型架构，EBlock和EParameter之间采用聚合关系，一个EBlock可以包含多个EParameter；EBlock和EFunction之间采用聚合关系，一个EBlock可以包含多个EFunction；EBlock和EPort之间采用聚合关系，一个EBlock可以包含多个EPort；ELine和EPort之间采用聚合关系，一个ELine可以包含多个EPort；建立UML目标元模型架构，UML目标元模型包括类和含子模块的类的元模型EClass、连接器的元模型EConnector、流端口的元模型EFlowport、属性的元模型EAttribute和操作的元模型EOperation；建立UML目标元模型架构，EClass和EAttribute之间采用聚合关系，一个EClass可以包含多个EAttribute；EClass和EOperation之间采用聚合关系，一个EClass可以包含多个EOperation；EConnector和EFlowport之间采用聚合关系，一个EConnector可以包含多个EFlowport；建立Simulink基本元素元模型的ecore结构：根据Simulink源元模型架构，定义ecore结构中包含五个类，分别是Block、Parameter、Function、Port、Line；类Block中的变量有函数functions、输入参数srcBlkParams、输出参数dstBlkParams、流入端口srcBlkPorts和流出端口dstBlkPorts,functions的类型为Function，srcBlkParams和dstBlkParams的类型为Parameter，srcBlkPorts和dstBlkPorts的类型为Port；类Parameter的变量有Parameter所在模块blockParameter,blockParameter的类型为Block，当Parameter是输入数据时，blockParameter表示数据来源模块srcBlockParameter，当Parameter是输出数据时，blockParameter表示数据到达模块dstBlockParameter；类Function中的变量有Function所在模块blockFunction,blockFunction的类型为Block；类Port中的变量包含Port所在模块 blockPort和Port所关联的连线linePort，blockPort的类型为Block，当Port是输入数据，blockPort是输入模块srcBlockPort，当Port是输出数据，blockPort是输出模块dstBlockPort，linePort的类型为Line，当Port是输入数据，连线为输入连线srcLinePort，当Port是输出数据，连线为输出连线dstLinePort；Line中的变量有连线相关联的端口portLine,portLine的类型为Port，Line两端连接两个端口，根据数据输入还是数据输出，可分为输入端口srcLnPorts和输出端口dstLnPorts；建立UML基本元素元模型的ecore结构：根据UML目标元模型架构，定义ecore结构中包含五个类，分别是Class、Attribute、Operation、Flowport和Connector；类Class中的变量有参数、操作、端口，参数的类型为Attribute，操作的类型为Operation，端口的类型为Flowport；类Arrtibute中的变量有属性所在类classAttribute，classAttribute的类型为Class；类Operation中的变量有操作所在类classOperation，classOperation的类型为Operation；类Flowport中的变量有端口所在类classFlowport和Flowport相关联的连接器conncetorFlowport,classFlowport的类型为Class，conncetorFlowport的类型为Connector，Flowport方向的类型为EString，当Flowport是输入端口时，Flowport方向为“IN”，当Flowport是输出端口时，Flowport方向为“OUT”；类Connector中的变量有Connector相关联的端口flowportConnector，flowportConnector的类型为Flowport；3）根据Simulink源元模型和UML目标元模型确定Simulink模型转换至UML模型的转换方法将Simulink模型中的Block使用ATL转换规则转换为UML中的Class，当Simulink模型中出现环时，将环视为一个Block，将Block中的参数、函数、端口及其Block本身的名字和类型信息，分别对应转换为Class中的属性、操作、流端口和Class的名字和类型信息；其中，Simulink参数到UML属性的转换，包括参数名称的转换和参数对应的类的信息的转换，包括srcBlockParameter和dstBlockParameter到classAttribute的转换；Simulink函数到UML操作的转换，包括操作操作名字的转换，和操作对应的类的信息的转换，包括blockFunction到classOperation的转换；Simulink端口到UML流端口的转换，包括端口名字的转换和端口方向的转换，其中，srcBlkPorts对应的流端口方向为“IN”，dstBlkPorts对应的流端口方向为“OUT”；确定Simulink模型元素Line到UML模型元素Connector的转换，包括Line名字的转换，和Line连接的端 口srcLnPorts和dstLnPorts的转换，srcLnPorts和dstLnPorts的转换包括端口名字的转换和端口方向的转换，srcLnPorts对应的流端口方向为“IN”，dstLnPorts对应的流端口方向为“OUT”，在此实现了Simulink模型到UML模型的转换，解决了CPS领域计算过程和物理过程融合的问题。