典型应用：鱼雷武器系统及其子模块的数据流图展示及仿真软件总体结构解析

例9　鱼雷武器系统面向对象仿真软件的设计。

（1）设计方法

采用面向对象分析的设计方法与规则，建立鱼雷武器仿真系统的层次结构模型及主要信息流向关系；采用面向对象程序设计方法，通过对鱼雷武器系统仿真算法类、参数模型类、仿真模型类、试验框架类等类库的设计，从而实现一个开放性的鱼雷武器系统仿真软件体系结构。

（2）系统模型块划分

鱼雷武器系统的顶层模块包括发射载体、鱼雷、目标、作战环境、试验分析和演示系统等6个子模块。每个子模块又可分解为多个子模块，如鱼雷的子模块为总体结构、动力系统、控制系统、导航系统、自导系统、导引系统、引战系统、自噪声、信息管理等。鱼雷各个子模块还可以进一步划分，如总体结构子模块还可以分为结构布局子模块与动力学特性子模块等。其他模块的划分与之类似。

（3）模块间数据关系

模块间的数据用以描述信息的流动和处理情况。通常用数据流图表示，图6.18（a）、（b）给出了鱼雷武器系统顶层和鱼雷子模块的数据流图，其他基本类似。

图6.18　鱼雷武器系统顶层和鱼雷子模块的数据流图

（4）软件总体结构

鱼雷武器系统仿真软件以系统对象为基本模块，其总体结构如图6.19所示。

（5）类结构设计

类结构设计主要包括对仿真算法类库、参数模型类库、仿真模型类库和试验框架类库的设计。(www.xing528.com)

①仿真算法是一个用于仿真运算的基本类，它汇集了常用的常微分方程数值解法。表6.3列出了用于鱼雷武器系统仿真的仿真算法类。

图6.19　鱼雷武器系统仿真软件总体结构

表6.3　仿真算法类

②参数模型类主要包括两部分：系统对象特性参数与额外参数。

③仿真模型类库主要用于实现各对象的仿真功能，由鱼雷仿真基类、目标仿真基类、发射艇、仿真基类、作战环境仿真基类和试验框架类等构成。

④试验框架类包括5个模型：观测变量、输入调度、初始化设定、终止条件及数据采集与综合说明。试验框架类是在设计仿真试验框架基类的基础上扩充得到的。图6.20（a）～（d）分别给出了上述4类结构图。

图6.21为所设计的鱼雷武器系统仿真软件的总体流程图。

图6.20　鱼雷仿真算法、参数模型、仿真模型和试验框架的类结构图

图6.21　鱼雷武器系统仿真软件总体流程图