On modeling approach for embedded real-time software simulation testing

Modeling technology has been introduced into software testing field. However, how to carry through the testing modeling effectively is still a difficulty. Based on combination of simulation modeling technology and embedded real-time software testing method, the process of simulation testing modeling is studied first. And then, the supporting environment of simulation testing modeling is put forward. Furthermore, an approach of embedded real-time software simulation testing modeling including modeling of cross-linked equipments of system under testing （SUT）, test case, testing scheduling, and testing system service is brought forward. Finally, the formalized description and execution system of testing models are given, with which we can realize real-time, closed loop, mad automated system testing for embedded real-time software.

基于Simulink Real-Time的汽车空调半实物仿真试验系统研发

针对多样化汽车空调电子零部件的高效、低成本总成级测试需求,研究基于一汽大众速腾1.6 L车型原型,设计了基于Simulink Real-Time的汽车空调半实物仿真试验系统。该系统集成了真实的汽车空调总成、制冷循环以及包含宿主机和目标机的双机实时仿真系统,用于开发和运行台架监控和空调控制模型,为汽车空调电子零部件提供半实物仿真测试环境。通过系统集成及功能验证,结果表明,汽车空调半实物仿真试验系统能够实现汽车空调基本控制功能,同时在不同工况下实现乘员舱温度控制的稳定性,稳态误差控制在±1℃以内。此外,该系统还具备灵活调整空调运行工况和状态的能力,为汽车空调电子零部件提供了高效、低成本的半实物仿真测试环境。

基于轮力感知装置的软地面通过性测试系统

针对车辆的地面通过性试验方法主要局限于模型试验而缺乏实车试验的现状,提出了一套基于轮力感知装置的软地面通过性测试系统。系统以维轮力感知装置为核心,辅以轮速传感器、视觉传感器、GPS等多种车载设备。试验结果表明本文所提出的测试系统能够在多种软地面条件下完成牵引力、滑移率等通过性关键性指标的实时测量,进而为通过性地图的建立提供有力支撑。

基于外加电流保护法的在役平台快速修复方案设计

全寿命周期中,在役平台长期遭受恶劣海况影响,牺牲阳极保护系统难以维持预期防护效果,对在役平台提出快速修复方案十分必要。针对南海海域某试验平台,建立了1/8缩比模型。通过控制缩比模型与裸钢板之间的电连接进行涂层破损模拟。基于外加电流阴极保护法设计了一种快速修复装置。采用数值模拟计算方法确立了装置的最佳布放方案。在小平岛海域进行了实海试验验证。结果表明:快速修复装置可有效针对在役平台涂层破损问题进行快速修复,数值模拟计算方法在快速修复方案设计中具有可靠性及准确性。

考虑人因-环境因素的山区公路警觉水平量化模型

为描述山区公路驾驶者的警觉状态及水平,综合考虑人因-环境因素,提出了一种山区公路警觉水平量化方法。通过分析驾驶者的眼动及行为数据来确定初始观测指标,基于核主成分分析法对多源数据进行降维,对降维后的主成分使用K-means聚类方法划分高低警觉水平;以低警觉水平样本概率为目标变量,通过筛选人因-环境因素得到了警觉水平量化因子;基于评分卡方法建立了山区公路警觉水平量化模型,并对模型进行了实例验证。研究结果表明:基于人因-环境因素的山区公路警觉水平量化模型的AUC值为0.907,KS值为71.86%,模型效果较好,能为山区公路驾驶者警觉水平动态评价及安全配套设施建设提供参考依据。

船闸浮式系船柱力学模型验证

针对大型船舶过闸期间系缆力难以实时量化监测的问题,通过对船闸浮式系船柱应变-系缆力受荷响应力学模型进行修正,采取实船试验对修正后的模型进行验证分析,统计过闸船舶系缆力实测历时曲线数据。结果表明:修正后的浮式系船柱受荷响应力学模型基本符合过闸船舶实测系缆力实时变化趋势,实测的船舶系缆力峰值与模型反演计算值之间的相对误差在±5%以内,修正后的力学模型能够准确地预测船闸浮式系船柱的受荷情况。研究结果可为船闸浮式系船柱数字化监测和工程化建设提供参考。

基于模型的虚实结合多机协同鉴定性试验技术

针对地面试验环境下多机协同鉴定性试验的多机联合运行、虚实结合的特点,提出一种基于模型的虚实结合多机协同鉴定性试验技术。采用虚实结合技术进行试验验证环境架构设计,由半物理飞机(机载设备、少量辅助仿真模型)、核心机飞机(机载系统计算机类设备、补充仿真模型)、数字飞机(任务系统模型、飞行仿真模型)作为验证对象,通过“模型在环”和“以实补虚”的方式,采用鉴定性试验采信流程,结合虚实接口适配技术,克服机载设备或机载系统的缺失或功能不完善影响全系统综合试验开展困难,解决传统的接口级仿真无法在时序、功能逻辑上满足全系统综合试验的需求等问题。实现全流程快速仿真迭代验证,提前发现系统涌现性,给出系统设计优劣的决策判据,支撑系统设计的快速迭代优化,缩减研制周期和成本。

珠江三角洲水资源配置工程抽芯离心泵结构及性能分析

珠江三角洲水资源配置工程罗田泵站安装4台安德里茨公司制造的立式抽芯离心泵,该文结合工程使用条件,介绍了水泵的结构,结合现场安装出现的问题提出了安装上应注意的关键点;其次,介绍水泵变速运行下模型试验和真机试验的过程,并对结果进行了分析,试验结果表明,所采用水泵模型的效率、流量、扬程、压力脉动、空化系数等主要水力性能指标符合招标要求,真机试验中测绘的流量-扬程曲线与模型试验相符,真机效率优于模型效率0.3%,认为数值基本合理,偏大的原因是取用的电机效率低于实际效率的缘故。

缓倾角层理各向异性岩体隧道稳定性的物理模型试验研究

层状岩体的广泛分布是地下工程无法回避的现实。以渝湘高速公路共和隧道为工程背景,采用自行研制的弹脆性模型相似材料,制作出层状岩体隧道模型。采用大型真三轴岩土工程模型试验机进行加载试验,采用围岩应变监测、洞室内窥摄影、试件破坏形态的研究与分析,从而对缓倾角层理岩体中隧道的二次应力分布特征及破坏机制进行研究。试验中还通过超载系数,提供了一个安全储备的定量评估指标。试验的破坏特征与隧道实际破坏一致,说明了模型试验的正确性,同时也为顺层偏压隧道的加固机制研究及加固设计提供了试验基础。

承插式复合材料杆塔的弯曲性能研究

提出一种利用复合材料插接中空锥形杆段连接而成的输电杆塔,应用于66 k V的电压等级。杆塔主承力梁由杆段插接而成,依据电力设计规范,设计了杆塔的结构形式,给出了变截面杆塔受点载荷下挠度的计算公式,利用层合理论分析了杆段复合材料的铺层角度、铺层厚度与杆段刚度之间的关系。采用有限元软件计算出杆段间插接长度对主梁弯曲性能的影响,通过小角度纤维缠绕工艺成型各插接杆段。开展杆塔安装导线、断线、风载等各工况真型试验。试验结果表明,插接形式的复合材料杆塔具有良好的抗弯性能和耐疲劳性能,可满足输电杆塔的使用要求。

隧道空气压力波浅水槽拖动模型试验的实时检测

实时检测是浅水槽拖动模型试验模拟高速列车在隧道内运行时空气压力波变化的关键技术 ,本文对这一问题进行了深入研究 ,成功地研制了实时检测系统 ,并取得了满意的试验效果 ,对隧道压力波的试验研究具有重要的应用价值。

城市用减振型无砟轨道的研发

研制了一种新型板式无砟轨道TKT-S(Tie Ke Track-Slab),轨道板采用工厂预制普通混凝土结构;板下为纵向条状聚氨酯支撑层,通过调整聚氨酯层的相关力学指标达到减振目的。在大量分析计算和试验的基础上,确定各部件的构造尺寸与聚氨酯的相关配方等。对减振型和非减振型轨道分别进行了自振频率、模态和谐响应分析,以掌握轨道动力性能。为检验轨道系统的减振性能,在室内分别建立了减振和非减振轨道的实尺模型,开展落锤冲击试验;在中国国家铁道试验中心建立50 m试验段,进行行车试验;同时,对落锤冲击和行车试验进行了仿真计算。计算与试验结果吻合,表明TKT-S具有良好的减振性能。

无砟轨道路基基床的动态特性

为了研究路基变形模量及反力系数在弹性领域内的非线性特性,应用无砟轨道路基基床模型和现场试验,分析了在分级静载和分级循环加载条件下,降雨前、后基床的静态、动态特性.研究结果表明:无论是静态响应还是动态响应,在基床横断面方向上均呈马鞍形分布,混凝土基础板轨下位置响应最大,中线处和端部响应较小;在基床表层范围内,动态响应最为强烈,随深度的增加,在基床表层范围内衰减较快,在基床底层范围内衰减较慢;与降雨前相比,降雨后静应力的最大增量为12%左右、动应力的最大增量为3%左右、加速度的最大增量为35%、动位移的最大增量为13%左右,因此应充分重视路基的防排水措施.

无碴轨道路基基床动力特性的研究

以遂渝线无碴轨道路基为背景,通过室内模型试验研究,分析了在循环加载条件下路基基床的动态力学特性。试验结果表明,动应力响应在基床表层横断面方向上呈"W"形分布,混凝土基础板轨下位置响应最大,中线处和端部响应较小,但随着深度的增加,逐渐变为盆形分布特征;在基床表层范围内,动态响应最为强烈,且随深度的增加,衰减速率较快;加载频率对动应力影响较小,对动位移及加速度影响较大。另外,在遂渝线无碴轨道综合试验段现场实车试验中,分别进行了CRH2型动车组和货物列车不同运行速度下路基基床的动力学响应测试研究,验证并评价了遂渝线无碴轨道路基基床工程适应性。

MM5在国家气象中心CRAY-C92的实时预报试验尝试

该文利用国家气象中心ＣＲＡＹ－Ｃ９２计算机上初步建成的一个可与实时资料连接的ＭＭ５中尺度预报试验系统，探讨在目前国家气象中心计算机资源和可获取的实时资料条件下，进行实时预报服务的可行性及可能达到的精度，采用３０ｋｍ水平分辨率的模式，在１９９６年夏季北方汛期进行了一个半月的实时预报试验，在１９９７年６～７月间“庆香港回归”天气服务过程中作了实时预报服务．预报及检验结果表明：ＭＭ５模式在强降水预报方面比业务模式ＨＬＡＦＳ有较明显的改进，能预报出某些中尺度降水的细化特征，对暴雨和大暴雨落区预报有较好的参考价值；该模式可以作为城市预报的补充工具；就目前计算机和资料条件，比６ｈ时段更短的高频城市降水模式预报尚很难得到满意效果．

LabWindows下dSPACE实时仿真控制技术及其在数控测试中的应用

对dSPACE实时仿真控制方法进行了分析,在研究了LabWindows与Matlab的接口技术的基础上,提出了一种在LabWindows开发环境中对dSPACE实时仿真模型进行控制的方法。利用所提出的接口控制方法,基于LabWindows与dSPACE开发了高档数控系统控制功能与插补精度综合测评软件,利用虚拟机床的实时仿真模型对数控装置运动控制功能进行了检测,同时,验证了所提出的接口控制方法的有效性。所提出的LabWindows下dSPACE实时仿真控制技术为基于实时仿真模型的控制系统检测软件设计开发提供了新的途径。

电阻率层析成像法监测系统在矿井突水模型试验中的应用

为实现矿井突水过程中岩层断裂和渗流通道形成过程的实时监测和前兆信息捕捉,将三维电阻率层析成像法作为一种实时成像监测手段尝试引入到矿井突水模型试验的监测工作中。采用具有自动采集功能的电阻率层析成像监测系统,实现介质电阻率变化数据的实时动态监测。提出优化反演效率的计算方法,利用Cholesky分解法求解电阻率层析成像正演中的大型线性方程组,利用预条件共轭梯度法求解反演方程,由此建立三维电阻率层析成像实时反演方法,实现原始数据的快速反演和动态图像的实时输出。提出以电阻率层析成像法为主,结合原始视电阻率数据分析和关键点数据时程曲线分析的多参数监测分析方法。在试验过程中,利用层析成像法得到防突层裂隙产生、扩展直至贯通的实时动态图像,得到主要裂隙和渗流通道的产生位置、形成过程等信息,与实际情况基本一致。综合3种方法的分析结果,得出防突层发生突水断裂的诱因,并确定捉到确切前兆信息的最早时,该时刻比突水发生时刻提前998s。模型试验证明,电阻率层析成像系统有效地反映岩层断裂及渗流通道的形成过程,成功地捕捉到一系列前兆信息,为突水灾害的及时预警预报提供重要参考。

一种基于改进超弹性Zener模型的高阻尼橡胶隔震支座速度相关性本构模型

目前高阻尼橡胶隔震支座已在土木工程中得到广泛应用,但由于高阻尼橡胶隔震支座的材料组成成分比较复杂,特别是大量阻尼材料的采用导致支座的应力应变关系与其加载速度相关,而目前的支座本构模型很难精确地模拟这种力学特性。因此该文从高阻尼支座的橡胶材料特性出发,提出了一个基于改进超弹性Zener模型的高阻尼支座本构模型,该模型由两个超弹性弹簧和一个非线性阻尼器单元组成,能够精确表达高阻尼支座的速度相关性。在模型中,对超弹性弹簧建立新的应变能函数,并通过附加刚度系数α来模拟高阻尼橡胶材料的初始刚度。通过高阻尼橡胶材料的多步松弛试验和在不同速度下的循环剪切试验来识别模型中的参数。通过支座试验验证了提出的模型,运用基于速度控制的实时子结构试验系统分析了某隔震桥梁在地震作用下的动力反应,并基于试验结果对该文提出的本构模型在隔震结构非线性分析中的准确性进行了验证。

UNIX实时调度策略测试器的模型与实现

该文首先提出基于实时ＵＮＩＸ系统的调度策略测试系统的形式化模型，然后对该测试器的实现进行了详细论述。这种测试器能自动完成调度策略的测试工作，所以在开发实时操作系统时使用这种自动测试器，可以有效地提高软件开发效率和软件的质量。该文提出的测试系统模型具有通用性，以该文的测试系统为模板，可以实现各种类型的调度策略的测试系统。

动载荷智能数据实时采集系统开发及其应用

为了实现对模拟实验中动态载荷的测定,开发了动态载荷智能实时采集系统。通过对浅埋煤层砂土层动态载荷进行实时采集,得出了采场顶板结构关键块动态载荷传递的分布规律,体现了该测试系统在动态载荷智能实时采集方面的优越性。该系统的开发将促进形似模拟实验测试技术和实验水平的提高。