李 琛，吳 新，崔利豐，郝彬彬，左 偉，文彬鶴

（1.中國航發(fā)沈陽發(fā)動(dòng)機(jī)研究所，沈陽110015；2.中國航發(fā)控制系統(tǒng)研究所，江蘇無錫214063）

0 引言

隨著全權(quán)限數(shù)字電子控制（Full Authority Digital Electronic Control，F(xiàn)ADEC）系統(tǒng)的應(yīng)用，航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)功能不斷擴(kuò)展，控制變量逐漸增多，系統(tǒng)的復(fù)雜度不斷提升。在以往研制過程中，控制系統(tǒng)暴露出較多技術(shù)問題，其中部分原因是系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求不夠詳細(xì)，設(shè)計(jì)過程缺失，導(dǎo)致在詳細(xì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)時(shí)存在不確定性，造成設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與設(shè)計(jì)目標(biāo)偏離。這類問題常常在發(fā)動(dòng)機(jī)使用過程中不斷地暴露，給試車、試飛帶來一定風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)階段控制系統(tǒng)研制處于向自主研發(fā)的轉(zhuǎn)型階段，建立正向的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力越來越受到中國工程師的重視。基于模型的系統(tǒng)工程（Model-Based System Engineering，MBSE）的設(shè)計(jì)方法為復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一種有效手段[1-3]，其核心是按照系統(tǒng)工程的分析過程，將系統(tǒng)需求條目化，并采用數(shù)字化、圖形化、建模等方式描述復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程，將需求量化、可測量、可追溯，將設(shè)計(jì)過程可視化[4-5]。

NASA是最早將MBSE應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的科研機(jī)構(gòu)之一，并將其研究結(jié)果大量應(yīng)用于工程實(shí)踐，極大的提升了設(shè)計(jì)開發(fā)能力和產(chǎn)品質(zhì)量，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，通過搭建部件級(jí)仿真模型，實(shí)現(xiàn)了對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的分析、預(yù)估，開展了軍用級(jí)、民用級(jí)控制系統(tǒng)仿真模型的開發(fā)和驗(yàn)證，為FADEC系統(tǒng)的快速成功研制奠定了基礎(chǔ)[6-8]。近些年，中國高校和航空航天院所才開始使用MBSE方法開展工程設(shè)計(jì)，初步理解了MBSE設(shè)計(jì)理念，構(gòu)建了基礎(chǔ)的MBSE設(shè)計(jì)工作流程和設(shè)計(jì)方法[9-11]；張?zhí)旌甑萚12]將實(shí)時(shí)仿真技術(shù)應(yīng)用于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，并指出基于模型的設(shè)計(jì)方法是開展控制系統(tǒng)正向設(shè)計(jì)不可缺少的重要手段。目前，中國控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)多基于文本的形式提出，面臨的主要問題包括：（1）需求方與承研方對于需求的理解存在偏差，導(dǎo)致某些功能和性能不符合發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際需求；（2）僅包括功能要求和性能概要要求，且每項(xiàng)要求的具體實(shí)現(xiàn)方法描述不夠清晰；（3）需求零散，無法將需求完整、有機(jī)地結(jié)合起來。

鑒于中國對MBSE方法研究正處于起步階段，本文從頂層需求角度出發(fā)，結(jié)合MBSE的設(shè)計(jì)思想，探索一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)正向設(shè)計(jì)方法。

1 MBSE設(shè)計(jì)思想

1.1 MBSE概述

MBSE是近年系統(tǒng)工程的一種全新探索，基本原理仍然是V字模型，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)研發(fā)V字模型

系統(tǒng)工程國際標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)給出的MBSE定義：規(guī)范化的應(yīng)用建模技術(shù)來支持系統(tǒng)需求、設(shè)計(jì)、分析、驗(yàn)證與確認(rèn)，從概念設(shè)計(jì)階段直至生命周期的后期各個(gè)階段，持續(xù)貫穿整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)[13]。其核心思想是通過對系統(tǒng)建模，把待研究系統(tǒng)的特性抽象出來，并用數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、圖形化等形式，將設(shè)計(jì)過程描述出來[14-15]。

1.2 MBSE特點(diǎn)

MBSE是區(qū)別于傳統(tǒng)的基于文本的系統(tǒng)工程（Text-Base System Engineering，TSE）而提出的，目的是為了解決傳統(tǒng)系統(tǒng)工程存在的諸多問題。傳統(tǒng)的TSE主要是基于文本、語言的形式來描述需求，由于語言描述內(nèi)容豐富，并多采用形容詞等模糊描述，導(dǎo)致需求的一致性和準(zhǔn)確性差，需求傳遞過程中產(chǎn)生偏差，并且基于文檔難以實(shí)現(xiàn)對需求的追蹤，當(dāng)出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更時(shí)，難以對變更進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。

MBSE相對于TSE優(yōu)勢如下：

（1）需求條目化。需求多依據(jù)功能實(shí)現(xiàn)提出，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)具備讓發(fā)動(dòng)機(jī)停車的能力，內(nèi)容含義豐富，無法直接用來進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。MBSE采用將需求中的名詞、形容詞、動(dòng)詞等通過數(shù)字化、程序化的形式表達(dá)出來，將頂層需求條目化，從而實(shí)現(xiàn)需求的向下分解。

（2）語言量化描述。在以往的設(shè)計(jì)要求中大量采用描述性語言，無法明確地表達(dá)具體的內(nèi)容含義。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)高原起動(dòng)簡單描述為：發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)具備高原起動(dòng)能力。那么如何才算是具備高原起動(dòng)能力？將語言量化后，表述為：發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)具備在不低于2000 m的高原上起動(dòng)能力，起動(dòng)時(shí)間不超過60 s，起動(dòng)過程中排氣溫度不超過500℃，起動(dòng)成功率不低于98%，如圖2所示。將需求量化后才可保證需求無歧義，并且后續(xù)可驗(yàn)證。

圖2 高原起動(dòng)能力驗(yàn)證

（3）設(shè)計(jì)過程顯形化。通過系統(tǒng)的輸入、輸出直接定義系統(tǒng)的行為，被稱為“黑盒式”設(shè)計(jì)，對于簡單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以這樣做，但是對于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)這種內(nèi)部變量多、功能邏輯復(fù)雜的系統(tǒng)，若對內(nèi)部設(shè)計(jì)過程不關(guān)注，一旦出現(xiàn)問題，后果是十分嚴(yán)重的。

控制系統(tǒng)多采用閉環(huán)控制方式，其原理如圖3所示。在以往的研制過程中，通常直接交由下游設(shè)計(jì)單位開展設(shè)計(jì)，若不了解內(nèi)部的設(shè)計(jì)過程，在發(fā)動(dòng)機(jī)試車驗(yàn)證時(shí)出現(xiàn)問題，會(huì)造成設(shè)計(jì)反復(fù)，影響研制進(jìn)度。

圖3 閉環(huán)起動(dòng)原理

MBSE采用“白盒”設(shè)計(jì)思想，將內(nèi)部設(shè)計(jì)過程顯形化，設(shè)計(jì)流程清晰PID參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)路徑如圖4所示。

圖4 PID參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)路徑

對上述過程進(jìn)行參數(shù)化建模，如圖5所示。把閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)黑盒子解耦，將每項(xiàng)設(shè)計(jì)過程通過建模的形式展現(xiàn)，當(dāng)在使用中出現(xiàn)問題時(shí)可以及時(shí)追溯，并快速開展仿真驗(yàn)證。

圖5 參數(shù)設(shè)計(jì)過程建模

（4）邏輯功能完整。正常狀態(tài)的功能邏輯實(shí)現(xiàn)簡單明了，通常也可滿足預(yù)期的要求。但完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)包含正常、非正常和故障工作狀態(tài)下的表現(xiàn)行為，且后2種情況下系統(tǒng)的工作狀態(tài)決定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)能否滿足頂層的安全性要求。MBSE通過建?？蓪⑾到y(tǒng)的各種工作狀態(tài)（如對信號(hào)故障表決過程）均定義完整，信號(hào)表決模型見表1。

表1 信號(hào)表決模型

2 基于MBSE的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文主要針對需求分析、功能分解、功能描述等過程開展基于MBSE思想的設(shè)計(jì)方法研究。采用DOORS、Matlab/Simulink、Amesim等軟件進(jìn)行需求管理和參數(shù)建模。

2.1 需求分析

需求分析包含對利益攸關(guān)者需求的捕獲和對需求的確認(rèn)，以保證需求的無二意性。目前國際上多使用IBM Rational Doors工具來開展需求分析，如圖6所示。建立貫穿整個(gè)系統(tǒng)生命周期的需求符合性矩陣，，當(dāng)需求發(fā)生更改時(shí)，需要更新需求符合性矩陣，保證需求變更可追溯。

圖6 需求分析過程

發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)利益攸關(guān)方需求主要包含“Re?quirements”和“Domain Knowledge”2方面?！癛equire?ments”可以理解為系統(tǒng)需求文件，應(yīng)由具備相應(yīng)工程研制經(jīng)驗(yàn)的控制系統(tǒng)工程師編制，應(yīng)包含所有利益攸關(guān)方的需求、意見和期望，必須進(jìn)行跟蹤、追溯和控制，需要經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)方認(rèn)可，并且未經(jīng)允許不得擅自更改；“Domain Knowledge”為領(lǐng)域知識(shí)，包括前期工程研究中的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、對故障的分析歸零報(bào)告、設(shè)計(jì)體系規(guī)范等及發(fā)動(dòng)機(jī)的控制要求等，需求內(nèi)涵見表2。

表2 需求內(nèi)涵

此階段將利益攸關(guān)方需求轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求，并基于需求管理工具進(jìn)行需求數(shù)字化管理，建立系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求條目，實(shí)現(xiàn)利益攸關(guān)方-控制系統(tǒng)-子系統(tǒng)各級(jí)關(guān)鍵功能、性能指標(biāo)的100%傳遞、關(guān)聯(lián)與追溯。

2.2 系統(tǒng)界面確定

界面也可以理解為上下游之間或互相之間開展設(shè)計(jì)工作的分界線。清晰、合理的界面劃分可提升工作效率，避免由于工作界面模糊而造成設(shè)計(jì)上的推諉。在發(fā)動(dòng)機(jī)的FADECs系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，電子控制單元（Electronic control unit，ECU）是整個(gè)控制系統(tǒng)的中樞，如圖7所示。不僅包含硬件設(shè)計(jì)，也包含軟件設(shè)計(jì)，而軟件在程序、邏輯的執(zhí)行及系統(tǒng)的運(yùn)行中都起著關(guān)鍵作用，本文開展設(shè)計(jì)的核心是依托于電子控制單元對系統(tǒng)軟件提出要求。

圖7 ECU外部交聯(lián)關(guān)系

把系統(tǒng)設(shè)計(jì)界面放在ECU上，并定義界面上的輸入、輸出信號(hào)關(guān)系，如圖8所示。依據(jù)在界面上的輸入、輸出，開展系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并對輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完整統(tǒng)一。對于傳感器、電纜和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部件，一般是貨架產(chǎn)品，成熟度較高，可交下游供應(yīng)商自行設(shè)計(jì)完成后提供給主機(jī)確認(rèn)。

圖8 輸入、輸出信號(hào)定義

2.3 功能分解

2.3.1 功能定義

按照MBSE的設(shè)計(jì)思想，對于復(fù)雜的多功能系統(tǒng)，需開展功能分析，基于功能將復(fù)雜的系統(tǒng)劃分為不同模塊，要保證功能相對獨(dú)立，并按照設(shè)計(jì)使用方便的角度來劃分。參考ATA 100美國航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)規(guī)范[16]與GJB 4855-2003軍用飛機(jī)系統(tǒng)劃分及編碼[17]中對子系統(tǒng)的定義，控制系統(tǒng)可分解為起動(dòng)、點(diǎn)火、燃油與操縱、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、發(fā)動(dòng)機(jī)指示系統(tǒng)。

基于子系統(tǒng)劃分和需求分析，將需求整合劃分，定義出不同的功能模塊，主要有起動(dòng)點(diǎn)火停車、控制規(guī)律、狀態(tài)監(jiān)控、系統(tǒng)保護(hù)、電源、維護(hù)、熱管理、反推控制以及向飛機(jī)輸入等基礎(chǔ)功能模塊，如圖9所示。而各功能模塊的運(yùn)行都離不開信號(hào)的串聯(lián)，因此將輸入、輸出獨(dú)立定義為功能模塊。單獨(dú)定義ECU內(nèi)部模塊用于描述硬件相關(guān)需求。依據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行模式不同，具體實(shí)現(xiàn)功能要求也有差異，基于此考慮定義頂層工作模塊“模式模塊”，用于控制系統(tǒng)不同使用場景切換。對于不同的系統(tǒng)功能模塊劃分可依據(jù)具體的功能要求增加或減少。

圖9 功能模塊

2.3.2 功能要求的具體描述

MBSE要求對每項(xiàng)單一功能進(jìn)行詳細(xì)地描述，如何通過MBSE思想完整全面地描述系統(tǒng)的功能要求，是本文研究的重點(diǎn)。將功能具體描述為10方面，保證每項(xiàng)功能都可以完整描述，見表3。這樣既可以強(qiáng)制要求設(shè)計(jì)人員在編制要求時(shí)更完整地考慮問題，又可以避免設(shè)計(jì)要求不完整或缺失。

表3 10方面描述內(nèi)容

通過10方面要求的提出，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初就必須考慮該項(xiàng)功能與系統(tǒng)間的交互影響，詳細(xì)描述了具體邏輯與計(jì)算需求、參數(shù)設(shè)定等，并明確面對未來可能需要的功能擴(kuò)展和問題，實(shí)現(xiàn)單項(xiàng)功能清晰、準(zhǔn)確地描述。

2.4 數(shù)據(jù)流管理

將各功能模塊的輸入、輸出信號(hào)整合為數(shù)據(jù)字典，定義了系統(tǒng)需要關(guān)注的變量，通過數(shù)據(jù)字典管理輸入、輸出數(shù)據(jù)流向，將各功能模塊完整、有機(jī)地串聯(lián)，如圖10所示。

圖10 數(shù)據(jù)字典

3 設(shè)計(jì)應(yīng)用

結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模塊設(shè)計(jì)，對上述設(shè)計(jì)過程進(jìn)行詳細(xì)闡述，以N1轉(zhuǎn)速測量為例。

3.1 需求分析

在控制系統(tǒng)頂層的需求中通常描述為：控制系統(tǒng)應(yīng)準(zhǔn)確、可靠地測量發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速用于發(fā)動(dòng)機(jī)的推力控制。

該項(xiàng)需求可分解為幾個(gè)核心的關(guān)鍵詞：低壓轉(zhuǎn)子（名詞）、轉(zhuǎn)速測量（動(dòng)詞）、準(zhǔn)確（形容詞）、可靠（形容詞）。低壓轉(zhuǎn)子，傳遞了測量對象是發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速測量，需要考慮轉(zhuǎn)速測量方法，工程上常用測量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法是采用磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測量；準(zhǔn)確測量轉(zhuǎn)速，說明對測量精度有相應(yīng)要求；可靠地測量，表明測量應(yīng)具備相應(yīng)的可靠性，在應(yīng)考慮故障狀態(tài)的處置邏輯。通過對關(guān)鍵詞的進(jìn)一步分析，將頂層的軍方需求轉(zhuǎn)化為對系統(tǒng)的需求，如圖11所示。最后將需求分析過程錄入DOORS系統(tǒng)中，用于需求管理和追溯。

圖11 需求分解過程

3.2 功能分解

完成需求分解后，對功能實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行定義。轉(zhuǎn)速測量過程可詳細(xì)分解為產(chǎn)生-測量-使用3個(gè)過程，主要包含發(fā)動(dòng)機(jī)、傳感器、電子控制單元3部分，采用泳道圖的形式對功能需求進(jìn)行定義，如圖12所示。前2項(xiàng)僅需把定量的要求向下游傳遞即可，而其核心復(fù)雜的要求在于數(shù)字電控制器對信號(hào)的處理過程。

試驗(yàn)組45（100.00）的滿意度對比對照組滿意程度35（77.78）更高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

圖12 功能定義

3.3 功能描述

完成功能需求分析、功能分解后，按照上文的10項(xiàng)內(nèi)容對功能進(jìn)行詳細(xì)描述。

3.3.1 輸入信號(hào)定義傳感器輸入信號(hào)如圖13所示。信號(hào)是傳感器直接測量的，未經(jīng)處理的原始信號(hào)。

圖13 輸入信號(hào)定義

3.3.2 輸出信號(hào)此部分無ECU向外部輸出，因此無輸出信號(hào)。一般在驅(qū)動(dòng)模塊才有輸出信號(hào)定義。

3.3.3 模塊間輸入信號(hào)

定義來自其它模塊的輸出，如圖14所示。信號(hào)來自模式模塊，因此在模式模塊的輸出部分一定存在該變量。需注意的是，若這2個(gè)模塊是由不同工程師設(shè)計(jì)的，相互之間需要協(xié)同定義。

圖14 模塊間輸入信號(hào)定義

3.3.4 模塊間輸出信號(hào)

與模塊間輸入信號(hào)相似，模塊間輸出信號(hào)也是本模塊產(chǎn)生的，在其它模塊中使用，如圖15所示。

圖15 模塊間輸出信號(hào)定義

3.3.5 單步周期規(guī)定了信號(hào)處理的最小計(jì)算周期要求，應(yīng)在盡量節(jié)省運(yùn)算資源的前提下保證計(jì)算速度滿足功能要求。需要注意的是在相同的功能模塊內(nèi)，對于不同信號(hào)，計(jì)算周期要求可能也不同。選取50 ms作為N1信號(hào)的計(jì)算周期。

3.3.6 前序要求

N1信號(hào)不存在前序信號(hào)的處理，無前序要求。

3.3.7 精度要求

精度要求應(yīng)與具體的工程項(xiàng)目要求相關(guān)，并依據(jù)頂層的性能指標(biāo)分解。針對本文研究內(nèi)容定義采集精度為±0.3%，控制精度為±0.5%。

3.3.8 模塊工作要求

N1轉(zhuǎn)速信號(hào)從測量采集到最終被轉(zhuǎn)化為可用的控制系統(tǒng)信號(hào)，需經(jīng)過雙余度發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)處理過程，如圖16所示。數(shù)字電子控制器采集N1傳感器的2個(gè)余度，供A、B通道使用，使用前需進(jìn)行傳感器硬件處理、傳感器信號(hào)驗(yàn)證、真值表計(jì)算等3步。

圖16 雙余度發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)處理過程

（1）硬件處理要求。

a.機(jī)內(nèi)檢測（Build-in Test，BIT）：該模塊包含必要的BIT檢測功能（斷路、短路、電路參數(shù)偏離），并提供診斷結(jié)果；

b.信號(hào)調(diào)理：供應(yīng)商需保證ECU硬件和軟件設(shè)計(jì)可滿足信號(hào)采集精度和運(yùn)算速率的要求；

c.N1信號(hào)測量：測量N1傳感器的頻率信號(hào)，將其轉(zhuǎn)化為相對物理轉(zhuǎn)速形式描述的數(shù)字信號(hào)；

d.最高轉(zhuǎn)速：N1傳感器可測最高轉(zhuǎn)速不低于發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際正常最大工作轉(zhuǎn)速的160%。

（2）N1信號(hào)驗(yàn)證及真值表表決要求。

采用軟件對雙通道測量信號(hào)進(jìn)行驗(yàn)證，包括雙通道極值檢測、交叉檢測、積分檢測等。根據(jù)BIT診斷結(jié)果和極值診斷結(jié)果，給出通道驗(yàn)證狀態(tài)信息；根據(jù)通道驗(yàn)證狀態(tài)信息進(jìn)行故障積分診斷，并且將故障積分后的狀態(tài)反饋給真值表進(jìn)行信號(hào)表決；真值表表決后輸出N1信號(hào)表決結(jié)果及缺省值狀態(tài)。將文字描述為功能邏輯，如圖17所示。

圖17 雙余度信號(hào)驗(yàn)證及真值表表決邏輯

采用Matlab/Simulink對功能邏輯建模，如圖18所示，用于對邏輯設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確合理性驗(yàn)證及系統(tǒng)的早期驗(yàn)證。

圖18 表決邏輯數(shù)學(xué)模型

3.3.9 說明

在不同模式狀態(tài)下，N1故障檢測閾值不同，參考示例見表4。

表4 故障檢測閾值

3.3.10 存在問題

在具體設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)對下列問題進(jìn)行考慮：

（1）系統(tǒng)規(guī)范規(guī)定的參數(shù)范圍是從發(fā)動(dòng)機(jī)提出的參數(shù)，在軟件和硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)要考慮干擾和雷擊的影響，對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整；

（2）在轉(zhuǎn)速較低時(shí)（如7%以下），N1測試結(jié)果可能不準(zhǔn)確，信號(hào)出現(xiàn)異常突跳，在硬件電路處理時(shí)需額外注意。

3.4 數(shù)據(jù)字典

最后將模塊中使用的輸入、輸出信號(hào)整理后錄入數(shù)據(jù)字典，如圖19所示。

圖19 數(shù)據(jù)字典

4 結(jié)論

（1）通過需求分析將利益攸官方需求條目化，建立了利益攸關(guān)方-控制系統(tǒng)-子系統(tǒng)各級(jí)關(guān)鍵功能性能指標(biāo)的100%傳遞，對每條需求進(jìn)行確認(rèn)，保證了每條需求含義的準(zhǔn)確傳遞，采用DOORS軟件進(jìn)行需求管理，方便需求關(guān)聯(lián)與追溯；

（2）基于功能分解，以ECU為核心，將復(fù)雜的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)劃分為若干功能模塊的設(shè)計(jì)，并采用量化的要求和模型化、圖形化的設(shè)計(jì)過程，將每項(xiàng)功能詳細(xì)描述，有利于設(shè)計(jì)效率的提升，將功能描述為10方面，避免在設(shè)計(jì)過程中導(dǎo)致的不完整、不規(guī)范；

（3）使用數(shù)據(jù)字典對輸入、輸出數(shù)據(jù)流進(jìn)行管理，識(shí)別每項(xiàng)功能邊界外的接口和信息，以數(shù)據(jù)的輸入、輸出為導(dǎo)向，使得設(shè)計(jì)過程更加清晰和規(guī)范，同時(shí)將各功能模塊有機(jī)地結(jié)合在一起，達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完整統(tǒng)一；

（4）通過N1測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，對設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了應(yīng)用，該方法可使需求分析過程更充分，設(shè)計(jì)過程更完整，設(shè)計(jì)描述更清晰，設(shè)計(jì)實(shí)踐表明該方法可用于工程設(shè)計(jì)。