[發(fā)明專利]飛行控制軟件控制網(wǎng)絡(luò)頻域測試系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010236166.5
• 申請日: 2010-07-22
• 公開（公告）號: CN101916205A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢杰;李勇;李中萍;許春來;王宇強(qiáng);王寧;周展
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天自動控制研究所
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種頻域測試系統(tǒng)及方法，特別是涉及一種針對飛行控制系統(tǒng)中控制網(wǎng)絡(luò)的測試系統(tǒng)及方法，屬于測試領(lǐng)域。

背景技術(shù)

飛行控制系統(tǒng)廣泛使用計算機(jī)控制，而控制系統(tǒng)設(shè)計時通常是先完成連續(xù)系統(tǒng)設(shè)計然后再進(jìn)行離散化處理，因此在現(xiàn)有技術(shù)中對控制系統(tǒng)的頻域特性分析是在連續(xù)系統(tǒng)設(shè)計時進(jìn)行的一種理論分析。

離散處理后的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方程最終以差分方程的形式體現(xiàn)在飛行控制軟件中。為確保控制的實(shí)時性，飛行控制軟件設(shè)計時將控制網(wǎng)絡(luò)計算分為前臺計算和后臺計算兩個部分。當(dāng)一個控制周期開始時先進(jìn)行制導(dǎo)律計算，隨后完成控制網(wǎng)絡(luò)的前臺計算，然后向執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出控制命令，最后完成控制網(wǎng)絡(luò)的后臺計算。所以需要研究一種有效的測試方法來驗證飛行控制軟件實(shí)現(xiàn)的控制網(wǎng)絡(luò)是否能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計的功能和性能要求。

目前控制專業(yè)主要通過半實(shí)物仿真試驗來驗證控制系統(tǒng)的各種性能。雖然使用了真實(shí)的飛行計算機(jī)，但是由于測試時需要使用仿真測試臺等專業(yè)測試設(shè)備，所以測試數(shù)據(jù)中必然包含多種由設(shè)備引入的工具誤差和測量精度誤差，這些誤差還可能存在很多難以分析的耦合關(guān)系，從而影響了測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。軟件測試專業(yè)主要考核飛行控制軟件是否按照任務(wù)書的要求正確實(shí)現(xiàn)了控制算法，一般進(jìn)行時域驗證，以階躍信號作為控制網(wǎng)絡(luò)計算模塊的輸入，判斷計算輸出是否與理論值一致。但是此種方法卻不能對考核控制網(wǎng)絡(luò)在不同頻段上的延時特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種針對飛行控制軟件中控制網(wǎng)絡(luò)充分、準(zhǔn)確、全面的頻域測試系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

飛行控制軟件控制網(wǎng)絡(luò)頻域測試系統(tǒng)，其特征在于通過具有虛擬CPU和交互內(nèi)存的數(shù)字仿真平臺動態(tài)加載測試功能模塊后運(yùn)行，所述的測試功能模塊包括：流程控制模塊、環(huán)境仿真模塊和后臺處理模塊，同時還包括獨(dú)立運(yùn)行的離線分析模塊，其中：

所述的流程控制模塊，用于對整個測試過程進(jìn)行控制，首先，在測試初始階段，向環(huán)境仿真模塊和后臺處理模塊發(fā)送對象創(chuàng)建命令；對象創(chuàng)建成功后，載入測試腳本并建立測試腳本流水線序列；解釋有效載入的測試腳本循環(huán)進(jìn)行動態(tài)測試，直到流水線序列中最后一個測試腳本；在動態(tài)測試的初始階段，首先向環(huán)境仿真模塊和后臺處理模塊發(fā)送初始化命令，驅(qū)動虛擬CPU加載被測飛行控制軟件，根據(jù)當(dāng)次動態(tài)測試的腳本建立飛行控制周期定時，并對飛行控制周期是否到時進(jìn)行判斷；然后在飛行控制周期定時內(nèi)驅(qū)動虛擬CPU運(yùn)行飛行控制軟件，解釋測試腳本；根據(jù)對測試腳本的解釋，先向環(huán)境仿真模塊發(fā)送周期更新或設(shè)備更新命令，或者向后臺處理模塊發(fā)送數(shù)據(jù)記錄命令后，再向環(huán)境仿真模塊發(fā)送周期更新或設(shè)備更新命令；按測試腳本的規(guī)定如果需要數(shù)據(jù)注入，則向后臺處理模塊發(fā)送數(shù)據(jù)生成命令；數(shù)據(jù)注入完成后，如果測試腳本規(guī)定的測試時間，結(jié)束動態(tài)測試，否則重新判斷控制周期定時，并循環(huán)進(jìn)行；當(dāng)結(jié)束完所有測試腳本的測試后，向環(huán)境仿真模塊和后臺處理模塊發(fā)送對象卸載命令；結(jié)束測試；

所述的環(huán)境仿真模塊，用于模擬飛行控制軟件的實(shí)時運(yùn)行環(huán)境，包括用于模擬飛行控制軟件運(yùn)行硬件環(huán)境的設(shè)備仿真對象和用于模擬飛行控制軟件運(yùn)行數(shù)據(jù)環(huán)境的數(shù)學(xué)模型仿真對象，其中所述的設(shè)備仿真對象包括中斷控制設(shè)備模型、通信控制設(shè)備模型和飛行控制計算機(jī)綜合端口模型，根據(jù)流程控制模塊的命令進(jìn)行操作，收到對象創(chuàng)建命令時，創(chuàng)建設(shè)備仿真對象和數(shù)學(xué)模型仿真對象；收到初始化命令時，初始化設(shè)備仿真對象和數(shù)學(xué)模型仿真對象；收到周期更新命令時，調(diào)用數(shù)學(xué)模型仿真對象進(jìn)行飛行控制環(huán)境的仿真計算，并更新交互內(nèi)存中的數(shù)據(jù)；收到設(shè)備更新命令時，調(diào)用設(shè)備仿真對象進(jìn)行硬件環(huán)境的仿真計算，并更新交互內(nèi)存中的數(shù)據(jù)；收到對象卸載命令時，卸載數(shù)學(xué)模型仿真對象和設(shè)備仿真對象；

所述的后臺處理模塊，用于產(chǎn)生測試輸入數(shù)據(jù)及記錄測試結(jié)果，包括數(shù)據(jù)生成對象和數(shù)據(jù)記錄對象，根據(jù)流程控制模塊的命令進(jìn)行相應(yīng)的操作，收到對象創(chuàng)建命令時，創(chuàng)建數(shù)據(jù)生成對象和數(shù)據(jù)記錄對象；收到初始化命令時，進(jìn)行數(shù)據(jù)生成對象和數(shù)據(jù)記錄對象初始化；收到數(shù)據(jù)生成命令時，由數(shù)據(jù)生成對象生成測試輸入數(shù)據(jù)，并根據(jù)測試腳本中指定的地址將數(shù)據(jù)注入交互內(nèi)存；收到數(shù)據(jù)記錄命令時，由數(shù)據(jù)記錄對象將測試輸出數(shù)據(jù)記錄到記錄文件中；收到對象卸載命令時，卸載數(shù)據(jù)生成對象和數(shù)據(jù)記錄對象；