一种无人机飞行控制软件自动测试方法

针对机载飞行控制软件测试依赖硬件系统、测试周期长、手动测试方式效率低、重用性差、易出错和维护成本高等问题,研究了全数字仿真环境的关键技术,提出了一种机载飞行控制软件的自动测试方法;该测试方法在全数字仿真环境中进行测试,并对传统的测试数据生成算法进行改进,使用AETG-SA算法生成测试数据,将测试结果的反馈引入到算法中,动态调整算法参数,获得最优测试集合,提高了测试覆盖率;在全数字仿真环境中执行测试用例,减少了嵌入式软件测试过程中对硬件的依赖,对系统功能测试和故障模拟测试的覆盖更加全面;工程实践表明,基于全数字仿真环境的自动测试方法相较于传统全实物和半实物的测试方法测试充分性提升了4%,测试时间缩短了44%。

基于模型驱动构件库的飞行控制软件工厂研究

针对飞行控制软件日趋紧张的型号进度和快速增长的代码规模,首先,提出了基于模型驱动构件库开发飞行控制软件的基本概念,并与传统软件开发方法进行了对比分析;然后,针对飞行控制软件快速开发的需求,根据构件的设计准则,对飞行控制软件功能、性能、软件和硬件组成、接口关系进行领域工程建模;对飞行控制软件的共性通用部分和型号定制部分解耦后进行分层和领域构件化分析,建立了软件工厂模式的开发平台框架;最后,详细讨论了基于模型驱动构件库的软件工厂实现和维护的关键技术。

基于模型的飞行控制软件测试用例的生成

采用虚拟原型技术Statemate工具,应用功能图建立飞行控制器的“自顶向下”的功能层次模型,应用状态图详细描述飞行控制软件的功能行为。通过仿真验证了飞行控制软件系统功能的正确性。在此基础上产生数据可靠、一致性好的实际飞行控制软件的测试用例,避免了人为产生测试用例的随意性与多样性。基于软件虚拟原型技术的软件验证与测试技术特别适合测试那些没有按此方法开发出来的嵌入式软件。

飞行控制软件测试用例生成技术

为进行飞行控制软件测试,采用扩展有限状态机(extended finite state machine,EFSM)模型对弹药飞行控制软件测试需求建模和测试用例的生成展开研究。将时间约束作为变量处理和并发任务的平坦化分析进行研究,通过分析生成了模拟软件完整执行过程的测试序列,采用组合设计解决了各输入变量不同取值之间的组合问题,并提出为变量增加时间属性来描述产生测试信号的时刻。以某弹药飞控软件为例,进行建模和测试用例生成实践,验证了方法的可行性。该研究为有限状态机模型在飞控软件和其它实时软件测试中的应用进行了探索。

飞行控制软件测试中插桩技术的优化方法

飞行控制软件主要采用Host-Target的仿真测试模式,并基于插桩技术实现覆盖测试。针对采用传统的程序插桩技术,往往会大量增加程序运行时间,降低程序的实时性甚至导致软件失效的问题,通过分析插桩在程序仿真测试中对程序各阶段执行时间和程序实时性的影响,提出一种优化桩信息传输过程的插桩测试方法。实验结果表明了该方法的有效性。

运载火箭飞行控制软件可重用架构设计方法研究

面对运载火箭飞行控制软件规模和复杂程度急剧增加、研制周期越来越短的现状,如何运用新的软件开发模式替换传统的研制模式,来提高飞行控制软件的研制效率已成为当前的研究重点。应用可重用软件开发技术能够有效提高软件研制效率,对提高运载火箭飞行控制软件的设计质量和缩短研制周期具有重要的意义。本文基于可重用软件开发技术在需求分析、概要设计和详细设计阶段的具体内容,提出了一种运载火箭飞行控制软件可重用架构设计方法,从而用于提高设计效率,降低维护成本,对运载火箭飞行控制软件研制具有较强的应用价值。

控制系统飞行控制软件重用技术研究

探讨了航天型号控制系统飞行控制软件的重用技术。结合航天型号控制系统飞行控制软件的研制现状,针对现行软件开发过程中存在的问题,按照代码重用、任务重用以及代码自动生成的思路阐述了飞行控制软件的重用应用。

无人机飞行控制软件的自修复技术研究

软件产品的质量是设计出来的,并不是测试出来的。本文归纳了无人机飞行控制软件自修复技术的具体研究内容,提出了基于经典过程控制理论与新的软件分层体系结构相结合的无人机飞行控制软件自修复技术研究的解决方法。

飞行控制软件可靠性设计探讨

控制系统飞行软件 (飞行控制软件 )是关系到弹箭飞行成败的关键部分 ,本文从一些实例出发对如何提高飞行控制软件设计的可靠性做了探讨。

双 CPU 环境下飞行控制软件的设计

本文介绍运载火箭飞行控制软件在双ＣＰＵ冗余硬件配置下的可靠性设计和可靠性指标分配的方法。文中提到的部分技术经过了实验的检验。

飞行控制软件导航仿真模型遥测数据注入仿真

研究了飞行控制软件导航仿真模型遥测数据注入仿真中的一些问题,构造了遥测数据输入序列的误差补偿算法,重建相应的输入序列,使得将它们注入到相应的数字仿真模型进行仿真时,得到的输出与飞行试验中弹上计算机发送的遥测数据相符。

飞行控制软件测试中的插桩技术

插桩技术是软件测试中常用的关键技术之一.插桩技术应用在飞行控制软件测试中所遇到的一个严重的问题是其带来的额外开销将导致原程序的实时性下降甚至软件的失效.针对该问题,提出了一种基于布尔型存储数组的新的插桩方法.与传统方法相比,该方法优化了插桩的内容,降低了插桩对程序实时性的影响.搭建了一个仿真测试平台并以某型飞行控制软件为实验对象验证了该方法的有效性.实验结果表明该方法大大减少了插桩后程序的运行时间,保证了飞控软件的实时性要求.

基于VxWorks的小型无人机飞行控制软件设计

针对小型无人机功能日益复杂,迫切需要提高实时性与可靠性等现状,开发了一套基于VxWorks实时操作系统的小型无人机飞行控制软件,实现了无人机自主起飞、空中巡航和自主着陆等飞行控制功能;在完成软件需求分析的基础上,设计了飞行控制软件的总体结构,并结合VxWorks操作系统的运行机制给出飞行控制软件模块化设计方案,着重介绍了多任务环境下任务划分及优先级分配策略;半物理飞行仿真试验表明:该飞行控制软件能够实现自主、指令、人工3种飞行模式下的飞行控制功能,具有良好的实时性和可靠性,满足飞行控制软件最初的设计需求,同时大大降低了开发难度,提高了软件的可维护性和可移植性。

多线程和UDP在等效飞行控制软件中的应用

针对等效飞行控制软件的特点,提出一种在局域网内基于多线程技术和UDP协议的控制模块开发方法。利用多线程技术和UDP协议的多点广播通信,设计等效飞行控制软件的总体方案,详细分析多线程控制模块的创建、通信、同步等关键技术。结果表明:该方法能较好地实现等效飞行控制软件的开发,解决等效飞行控制软件的通信问题以及多任务的调度问题。

SFMEA方法在飞行控制软件中的应用

为提高飞行控制软件的安全性,分析了飞行控制软件的安全性薄弱环节,探讨了影响飞行控制软件安全性的隐患。简要阐述了软件失效模式、影响(SFMEA)方法,给出软件失效模式分类的方法以及飞行控制软件常见的失效模式,给出适用于航天飞行控制软件的软件危害性等级,结合某型号飞行控制软件进行了SFMEA方法的尝试性应用,分析了软件失效的局部影响和最终影响,形成了52个SFMEA的分析表格,总结了302个飞行控制软件的失效模式,发现了部分安全性薄弱环节,并提出了相应的改进措施,结果表明,SFMEA方法对提高飞行控制软件的安全性有一定的工程价值。

一种基于模型的飞行控制软件可靠性分析方法

将软件可靠性参数估计的方法引入到航天自动控制领域,在探讨了模型可靠性指标选取原则和评价方法的基础上,提出了一种基于飞行控制软件可靠性模型综合分析的方法。

基于多DSP的无人机飞行控制软件设计

结合正在参与的某型固定翼飞机控制系统的设计,分析在多CPU飞控机上飞行控制软件的设计,飞行控制计算机是以3块DSP2812作为控制单元,一块主CPU两块从CPU,两块从CPU各自分担一部分工作,减轻了主CPU的负担,相关DSP之间通过双口RAM进行数据交换,在μC/OS嵌入式实时操作系统上完成对飞行控制软件的设计,本设计实现了3块CPU协同运转和飞控软件的模块化,可靠性高,便于维护和功能的扩展,具有实际的应用价值。

飞行控制软件周期任务的定时周期设计

飞行控制系统是典型的硬实时系统,任务周期设计是飞行控制系统设计的基础。为了保证飞行控制软件满足实时性和功能性要求,在系统设计初期进行的任务周期设计首先需要根据任务功能、时限要求和设计指标的不同,区分每个任务周期设计的侧重点并进行分类;结合飞行控制软件中周期任务的特点,确定飞行控制软件中任务周期设计的所有时间约束;根据任务的所有的时间约束条件进行任务周期的设计。这种设计思路及方法已经在具体案例的设计中使用,其对于飞行控制软件的设计具有很好的参考意义。

无人机飞行控制软件负荷均衡策略设计

针对无人机飞行控制软件功能复杂、实时性要求高等特点,以基于CAN总线的分布式架构的飞行控制计算机为平台,利用软件总线设计了飞行控制软件的静态和动态负荷均衡策略,并对解算节点之间功能模块的迁移方法进行了设计,解决了分布式架构的飞行控制系统中由于节点负载不均衡导致系统运行效率下降和资源浪费的问题,保证了整个系统的持续高效运行。最后进行了实验验证,测试结果表明,两种负荷均衡算法均能准确地进行功能模块调度,具有良好的实时性,提高了分布式架构无人机飞行控制系统的可靠性和安全性。

飞行控制软件的实时性测试

飞行控制软件是典型的实时嵌入式软件,必须满足时间约束条件。因此,对飞行控制软件的实时性进行测试很有必要。本文中飞行控制软件采用Host-Target测试模式,进行半实物仿真实验。在选取实时性度量指标的基础上,制定合适的测试用例生成策略,手动生成测试用例,利用插桩方法,对飞控软件进行实时性测试,并进行了仿真实验。实验结果表明该方法可以有效地解决飞控软件的实时性测试问题。