大型察打一体无人机系统级测试性试验技术与应用

针对大型察打一体无人机机载系统故障逻辑测试、系统级测试性评估的需求,研究并实施系统级测试性试验技术.机载系统具有系统组成复杂、交联关系复杂、故障影响关系复杂等特点,相对于成品级测试性试验,在试验实施关键环节、故障注入方法、试验评估等方面有重要区别.因此,在目前测试性试验技术的基础上,根据系统级测试性试验的需求,从试验方案、故障注入方法和试验实施这3个方面开展研究,提出了一套机载系统级测试性试验技术方法,并在大型察打一体无人机飞机管理系统、任务系统和机载链路系统上实际应用,为系统测试性指标评估提供了有力支撑.     

机载维护系统仿真激励环境的设计

针对机载维护系统的仿真验证需求,提出了一种仿真激励环境的设计方法。通过辅助开发工具集定义故障模式,配置设备维护参数。利用成员系统仿真器软件管理仿真数据,采取轮叫调度频率控制方式完成多种设备、多种总线、不同频率和类型的仿真数据发送。利用该系统可以克服以往单一设备故障注入方式的弊端,实现支持复杂故障模式、大量动态飞行参数、启动测试数据和数据加载功能同时验证的多样化、综合化功能仿真,满足机载维护系统对成员系统的动态功能行为和静态分析数据的功能要求,提升了机载维护系统应用的开发进度。     

模拟电路仿真与故障字典生成方法

针对模拟电路故障诊断需求，对模拟电路仿真和故障字典生成的实现方法进行了研究。首先，设计软件实现总体结构，从软件界面层、运行层、数据访问层、数据层等方面搭建过程中需要的电路知识管理、工程管理、电路仿真设置、仿真运行、故障字典生成和辅助故障诊断等功能框架；进而通过创建被测电路仿真原理图、新建仿真工程、仿真设置、故障注入等详细设计，实现被测电路的功能仿真和故障仿真；然后根据仿真结果，利用故障字典生成器生成所有故障模式下的整数编码故障字典；最终辅助诊断功能，验证故障字典是否可用。通过对演示板12个故障注入后的仿真数据做故障字典生成训练，并完成了对实测数据的故障定位，验证了该方法的可行性，为模拟电路故障诊断提供了实用的测试方法和手段，具有较好的实用价值。     

电子装备测试性融合评估方法

测试性是装备通用质量特性之一，其设计水平直接影响了装备保障效能的发挥，如何更加真实的评估装备的测试性水平是当前研究的热点。在研制阶段装备实物测试性试验数据数量少、获取难、费用高，可认为是“小子样”数据，为了更加全面客观地评价装备的测试性水平，需要充分利用测试性仿真试验获取仿真数据进行融合评估。进行测试性仿真试验时，研究电子装备的仿真模型、故障模型、仿真故障注入方法，获取测试性仿真数据；在此基础上，将仿真试验数据作为验前信息并进行的处理，结合“小子样”装备实物试验数据，采用贝叶斯方法进行测试性试验数据的融合来评估装备的测试性水平，提高评估结果的客观性和可信度。通过案例分析，验证了测试性融合评估方法的有效性。     

襟翼非对称故障模式建模与仿真研究

针对民用飞机襟翼控制系统设计中系统建模困难和襟翼非对称故障注入问题,依据襟翼控制系统及其机械作动原理,采用Matlab/Simulink平台搭建了襟翼控制系统模型。并基于此模型提出一种襟翼非对称故障注入机制方法,模拟襟翼非对称故障,分析其故障源,并针对左侧襟翼非对称故障情况进行仿真研究。仿真结果表明,所提出的襟翼控制系统模型和故障注入方法有效且实用,能够为后续襟翼非对称故障深入研究建立基础。     

一种通用故障注入器

对于任一具有检错功能或容错计算机系统的方案论证和设计中,检错复盖率的评估以及可靠性预测是不可缺少的。但是,用户更感兴趣的是在样机组装后度量它的实际的故障诊断和容错能力。方法之一是研制故障注入器对样机做大量的故障注入试验。本文介绍一种以MC68000为CPU的微机系统的通用故障注入器。瞬时或永久故障、单故障或多故障均可同步地注入到样机的地址、数据和控制总线,这些故障能模拟总线、存储器以及某些处理机内部的故障。试验结果表明,所研制的故障注入器能自动大量地注入故障,达到设计目的。     

基于MIL-STD-1553B的运载火箭故障诊断与故障注入方法

针对运载火箭系统众多,故障形式多样,出现故障难以准确定位的特点,研究了一种基于MIL-STD-1553B总线(下称1553B总线)的故障诊断和故障注入方法,采用故障树分析法确定失效故障链,实时诊断和预测系统故障;由于实际的系统故障数据较少,通过失效机理分析获得运载火箭的故障库,采用1553B总线对系统注入特定故障;在运载火箭地面故障诊断与注入系统中,原有的拓扑结构维持不变,故障诊断系统作为1553B总线监视器,故障注入系统作为1553B总线的远程终端,并与运载火箭的众多子系统互联,通过总线耦合器连接火箭外部的发射控制平台;最后通过基于实际工程型号开发的故障诊断平台和故障注入平台进行了测试,测试结果表明具有满意的故障覆盖率。     

BIT验证中1553B总线故障注入设备的设计与实现

为满足航空电子设备中机内测试(BIT,Built- in- test)的试验验证需求,设计并实现了基于VxWorks操作系统的1553B总线故障注入设备;总线故障注入设备是1553B总线(MIL_STD_1553B总线的简称)故障注入系统的核心,是实现故障注入任务的关键;结合1553B总线协议和通信特点,基于一般总线故障注入方法,详细分析了适用于该总线的故障注入方法;阐述了总线故障注入系统的结构框架和工作原理,并给出了1553B总线故障注入设备的详细设计方案,包括具体的硬件实现、软件设计和系统的工作流程,最后通过搭建仿真测试环境进行试验,系统对总线上传输的数据进行了有效地故障注入,验证了该故障注入设备功能的正确性和可靠性.     

基于多线程的惯导逻辑仿真器设计

针对惯导系统在载机静止状态下无法提供动态参数的问题,对惯导子系统进行数字仿真。在航电系统仿真中,采用1553 B总线与总线控制器和其他航电、非航电设备交联,通过以太网接收外部激励数据,采用多线程技术实现主备2个惯导并发运行,设计一种惯导逻辑仿真系统。阐述系统硬件结构和软件设计,建立惯导姿态仿真模型和位置仿真模型,实现惯导各种逻辑子过程。在某型飞机航电仿真系统中的联调证明,该仿真器能够准确接收外部激励源飞行信息、故障状态,经过结算后周期性地向总线控制器输出飞机位置数据、姿态数据等动态参数,执行某型飞机航电设计文档中相关惯导逻辑,并向总线控制器反馈惯导子系统状态。     

基于SystemC的航电系统故障建模仿真方法

面向民用航空维修训练领域,提出一种模块化、层次化的故障行为建模仿真方法。针对航电系统结构复杂、故障种类繁多、信息流难以控制等特点,依据飞机相关手册资料,采用离散事件系统DEVS(Discrete Event System)描述系统的结构和行为,采用电气线性网络ELN(Electrical Linear Networks)计算模型描述系统的电气特性,在System C/System C AMS仿真环境下对系统进行故障仿真。经验证该方法能真实反映正常和故障情况下航电系统电气特性和功能行为,基本满足维修训练仿真要求。     

基于Keil C51的嵌入式软件外设虚拟化设计与实现

航空航天控制领域嵌入式软件测试主要存在软件运行物理环境受限和软件测试覆盖性不足等问题,为解决以上问题,对嵌入式软件的外部设备进行了研究,构建了数字化测试平台替代实物环境的方案,设计并完成了平台的总线1553B、总线RS422、AD采集、I/O等外部设备;并模拟了平台嵌入式软件真实的运行环境,使测试过程不受实物环境制约,测试激励的注入不受任何限制,保障了测试的充分性;最后,以某电源下位机测试过程为例,实现了故障注入、边界测试,验证了平台在嵌入式软件测试中的有效性和可靠性。     

基于LXI的热电阻与热电偶信号故障注入器设计

为满足装备试验中的热电阻和热电偶信号自动故障注入的要求,设计了基于LXI的热电阻与热电偶信号故障注入器。通过将故障注入器串接入热电阻和热电偶信号传输线路,模拟多种热电阻和热电偶信号传输过程中的故障类型,实现对被测设备热电阻和热电偶信号的仿真。该故障注入器已应用于多类型装备的测试性验证试验中,具有良好的推广价值和应用前景。     

机载设备测试性建模与应用

测试性模型是进行测试性仿真、设计、分析、评估的基础和关键。该文描述了设备测试性建模方法与测试性建模流程,为实现对复杂系统的测试性分析及故障诊断,获取有指导意义的诊断策略服务实际应用。测试性设计中采用多信号流建模技术,分层次建立某型机载音频设备的测试性模型;对设备故障模式、故障影响的分析归纳,收集各层级设备故障模式样本形成FMEA分析表;运用计算机建模仿真工具辅助,构建了定量化的测试性模型;通过模型仿真获得被测设备故障检测率、隔离率以及相关故障诊断流程;经测试性指标对比分析及测试性试验验证,发现该测试性模型中薄弱环节,经过迭代模型、改进测试性方案后,显著提高了设备的测试性指标,满足设备的应用使用需求。     

基于故障确认的一体化测试性试验验证平台

针对目前测试性试验中缺乏有效的试验验证平台的现状, 创新性地提出了基于故障确认的一体化平台,具备装备功能性能测试、故障注入、测试性评估等功能。通过对测试性试验验证流程及步骤的论述,结合直接故障注入、等效故障注入、实际故障统计、测试性仿真分析等进行测试性综合评估,对一体化平台的硬件组成和软件框架进行了详细论述。最终将一体化平台应用于某型相控阵雷达的测试性评估试验,具有很强的工程推广价值。     

非侵入式激光探针装备故障注入技术研究及应用

针对装备大规模集成电路测试性验证与评估需求,突破传统方式的故障注入难、耗资耗时等限制,开展半侵入式装备激光探针故障注入技术研究及应用;首先,研究了装备传统物理故障注入技术,分析了脉冲激光瞬态故障注入方式的可行性及作用机理;然后,建立了脉冲激光瞬态故障注入的能量传输模型,提出了基于线性传输和体积传输的脉冲激光能量计算方法;最后进行了试验验证;试验表明,该方法成功实现了典型故障模式的准确复现,可精确定位芯片内薄弱部位以指导装备优化设计.     

测试性验证试验中的综合评估方法

针对目前测试性验证试验工程应用中测试性评估方法不适用的现状,创新性地提出了测试性综合评估方法及测试性指标折算模型,在实验室物理故障注入结果评估的基础上进行提升和完善。该综合评估方法将测试性仿真结果、自然发生故障的评估结果,以及实验室物理故障注入的评估结果进行综合,给出产品的测试性水平,确保测试性评估的准确与合理。最终为测试性验证试验的有效开展提供工程上可行的理论依据,对工程应用具有很强的指导性。     

基于TEAMS的旋转部件测试性建模与分析

测试性模型能清晰、准确地描述装备的测试性相关因素与知识,如故障模式集、测试资源集以及故障与测试之间的关系等.针对直升机旋转部件的独有特性和保障安全的重要性,以旋翼系统为例,梳理了建模准备信息,包括层次结构信息、端口信息、测点信息、故障模式信息等,并进行了TEAMS模型建立和分析,验证了产品模型和测试性设计的一致性,提出了借助外部设备采集和处理传感器信号进行测试性设计、依靠模型进行测试性验证的方法,为机械系统研制过程中故障诊断和健康监测提供技术支撑.     

An analysis technique to increase testability of object‐oriented components

Object‐oriented component engineering is increasingly used for system development, partly because it emphasizes portability and reusability. Each time a component is used, it must be retested in the new environment. Unfortunately, the data abstraction that components usually use results in low testability. First, internal variables cannot be directly set. Second, even though a test input may trigger a fault, the failure does not propagate to the output. This paper presents a technique to increase object‐oriented component testability, thereby making it easier to detect faults. Components are often sealed so that source code is not available. The program analysis is performed at the Java component bytecode level. A component's bytecode is analysed to create a control and data flow graph, which is then used to increase component testability by increasing both controllability and observability. We have implemented this technique and applied it to several components. Experimental results reveal that fault detection can be increased by using our increasing testability process. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于半实物仿真的电路板故障注入系统设计与实现

为了满足某型装备电路板测试性与诊断设计评价的需求,提出了一种基于DSP技术,利用半实物仿真方式实现的故障注入系统;该系统以TMS320C5416系列DSP器件为核心器件,利用CPLD扩展外部电路,主控计算机与该系统的通信通过USB接口实现,在故障注入时通过半实物仿真模式实现对电路板典型故障的注入;通过对典型电路的故障注入试验表明,该系统可靠性高,配置灵活,使用方便;目前该系统已经在工程实践中得到应用,效果明显,对提高电路板测试性设计水平具有重要意义。