基于全数字仿真的航空机载软件验证技术研究

航空机载软件一般依靠硬件在环实时仿真平台进行软件验证,存在周期长、成本高等缺点。为了在设计初期快速、低成本地验证软件的正确性,提出了一种基于全数字仿真的软件验证方案,并以航空发动机引气控制系统为例验证这种方案的有效性。实际验证表明,该方案的测试用例配置方便且测试结果形象直观,为航空机载软件迭代验证提供了一种快捷的手段。     

一种半实物仿真试验软件安全性评估方法

针对机载软件在多因素耦合复杂飞行情形下的安全性评估与开发安全控制,提出一种基于半实物仿真试验的软件安全性评估方法。介绍了采用飞行模拟器试验对软件安全性进行评估的思想;设计了实施该方法的操作流程;建立了试验平台中仿真系统主要的数学模型;借鉴生物学理论,分析了软件缺陷诱发飞机飞行危险的机理;最后,运用该方法对增稳系统嵌入式软件安全性进行了评估,验证了该方法运用于工程实践的可行性。利用该方法能够减少潜在的机载软件缺陷,降低复杂情形下软件诱发飞机功能危险的概率,提高机载软件安全性。     

基于OODA环的对地攻击流程半实物仿真验证方法

针对无人机（UAV）机载设备和软件在不具备真实飞行环境下的对地攻击流程验证问题,提出了一种基于观察-判断-决策-行动（OODA）循环的对地攻击流程半实物仿真验证方法。首先,采用OODA环思想对无人机对地攻击流程进行分析,设计了一套基于OODA环的半实物仿真验证系统。然后,将无人机对地攻击流程精度模型分为感知、判断和攻击3种,建立了半实物仿真验证系统主要的精度模型。最后,运用该验证方法对某无人机的3个机载软件进行了试验,验证了该方法的有效性。该方法可以验证无人机对地攻击流程的设计效果,在飞机设计阶段为攻击流程的工程设计提供参考。     

基于SCADE的飞控软件的适航验证与确认

中国民用航空规章第25部对机载软件提出了适航要求,DO178B是对适航要求的符合性方法,但其中一些验证和确认目标并不适用于基于SCADE的软件验证。为此,分析了飞控软件的适航要求和符合性方法,并对基于SCADE的飞控软件的开发流程和传统的开发流程进行了分析对比,对基于SCADE的飞控软件的适航验证与确认工作提出了建议。     

机载座舱显示平台中OpenGL库函数的实现

硬件技术和计算机图形学的快速发展,带动了机载座舱图形显示处理软件尤其是图形程序接口API标准化的发展,具有代表性的OpenGL标准在该领域占据着很重要的地位。在分析Mesa联合WindML实现Vxworks下OpenGL机制的基础上,总结了一种“软件模拟＋硬件实现”的0penGL库函数的实现方法,并在某型国产芯片平台的座舱图形显示处理模块中进行了验证。结果表明,方法对掌握座舱图形显示的标准接口软件核心技术具有一定的借鉴意义。     

浅谈机载软件的电子化管理

在国内民航现役机型机载系统软件的日常版本登记和数据更新业务基本工作基础上,本文给出了当前机载软件管理方法,机载软件电子化运营的流程,以及对应的地面服务电子化系统的搭建流程,为航空公司提供了一种机载软件的管理思路。     

TIA前机载软件成熟度评估的相关研究

率先引入rFAA（美国联邦航空局）提出的软件成熟度的概念。局方正式签发TIA（型号检查核准书）前,在软件的构型和符合性均未达到最终冻结状态的情况下,通过对软件的成熟度进行有效评估,可以为验证试飞前软件的工程批准提供有力的支持与保障,在一定程度上降低局方飞行试验的风险,保障适航验证试飞活动的顺利开展。由于机载软件成熟度足一个新兴的概念,目前局方（FAA、CAAC）对于如何进行成熟度评估尚未形成正式的、通用的政策性指导文件,国内主机厂对此问题也没有相关的处理经验和具体的操作方法。基于机载软件本身的特点,参考局方在机载软件审查时的主要关注点,提出了TIA前机载软件成熟度评估的基本考虑要素与分析重点。     

机载电子产品硬件设计和开发验证方法思考

结合复杂机载电子设备设计和开发过程中遇到的产品验证问题,从产品需求入手,提出了一套以基于需求的设计和开发验证思路,并对各类验证方法进行了研究,为机载电子产品的设计和开发验证工作提供了一套行之有效的理论、方法和工具.     

DO-178B可验证的机载操作系统配置生成技术

针对DO-178B适航验证要求对机载嵌入式操作系统配置数据生成技术进行了分析研究,给出了一种可重用的机载嵌入式操作系统配置数据生成器的架构设计。基于这种架构构建的配置数据生成器经过DO-178B适航验证后可适用于不同的机载嵌入式操作系统,从而大大减少机载嵌入式操作系统的适航验证成本。     

基于DO-178C的机载软件质量保证与管理

DO-178C 作为机载软件适航可接受的符合性标准,明确要求机载软件综合过程中必须包含软件质量保证（SQA）过程。以机载软件的软件生命周期定义、过程和数据为基础,从目标、活动和符合性评审三个方面分析基于DO-178C 的软件质量保证过程的实施;结合软件项目质量管理技术和工具,从规划软件质量管理、管理软件质量和控制软件质量三个过程研究基于DO-178C 的软件质量管理方法并给出工程实践建议。结果表明：本文将软件质量保证与质量管理紧密结合,形成了适航要求的相关证据,提供了符合需求的民用机载软件,有效保证了机载软件的质量和持续改进措施。     

测试性研制阶段数据评估验证方法

分析了现有测试性验证方法应用情况,阐述了测试性研制阶段数据评估验证方法的必要性。通过与现有测试性验证方法的对比分析,提出了一种新的测试性验证方法,并说明了该验证方法的含义和特点。该验证方法可用于故障检测率、故障隔离率和虚警率的验证。建立了该验证方法的工作框架,包括验证要求、验证程序、验证技术和验证组织。重点阐述了该验证方法的两种工作方式实施流程、适用的最小样本量范围、测试性数据收集表格和测试性数据判据。其中,测试性数据收集表格可以记录故障检测、故障隔离和虚警信息。进行了案例应用,给出了数据分析结果和经验总结。案例应用表明该方法能够达到测试性验证的效果。     

飞行倾斜角对时差测向精度的影响

以时差体制测向原理为基础,分析了飞行倾斜角对双基线时差测向精度的影响,旨在为机载测向系统试验提供帮助。     

基于仿真数据的测试性验证序贯设计方案

针对当前测试性验证试验设计方案均存在确定的故障样本量较大以及验证周期长的问题,提出了一种基于仿真数据的测试性验证序贯设计方案。首先,基于二项分布模型确定序贯设计的判决阈值;然后,在序贯试验下基于给定的样本量分配和故障模式选取方法,采用仿真的方式生成相应的故障模式并进行验证试验。同时,以序贯方式计算相应的概率比,通过其取值动态判定接受/拒收。结果表明,与传统方法相比,该方法与经典验证方法具备几乎相同的抽样特性,能达到有效减少测试性验证试验所需故障样本量的目的。     

民用飞机维修手册验证方法研究

国产民用飞机维修程序存在验证方法不完善的问题,有必要对其验证方法进行研究。根据飞机维修手册技术中的程序类型和程序内容,介绍三种验证方法;在 S1000D 标准提出的书面验证和操作验证方法基础上,结合国产民用飞机的验证实践与总结,提出维修使用验证子方法和维修专项验证子方法,阐述两类子方法的适用范围;提出评估/模拟验证方法及其四类子方法,并进行实例验证。结果表明：本文提出的民用飞机维修手册验证方法有效,对飞机维修手册验证的开展具有参考意义。     

民机高升力系统操作试验的符合性验证和设计方法研究

民机高升力系统在飞机适航审定阶段,需要表明满足CCAR25.683条款要求。针对该条款,采用何种验证方法,是适航当局和飞机设计者普遍关注的问题。通过对CCAR25.683.条款的分析,提出了将实验室验证与分析/计算相结合的符合性验证方法。实验室验证在飞机地面模拟试验台上进行高升力系统操作试验验证,分析/计算通过对设计数据和静力试验机变形数据的计算,比较理论变形差值与实测补偿量;并提出了设计阶段考虑传动线系适应机翼变形的设计补偿思路,对高升力系统的试航验证及设计具有一定的参考价值。     

面向航天器系统级测试的虚拟测试方法及应用

航天器总体设计正确性和接口实现正确性的及时验证,是提高航天器这类复杂系统可靠性的重要手段。本文提出一种基于模型检测的虚拟测试方法。方法采用窗口树模型(WTM)对复杂系统进行建模,采用状态转移图(STG)作为系统规约刻画系统行为的正确性。方法通过提出基于自动机的模型检测机制,实现了一种面向航天器系统级测试的虚拟测试平台(VTP)原型系统。该平台支持虚拟测试准备、虚拟测试执行和虚拟测试评估等功能,模拟并实现复杂系统总体设计正确性的验证和接口实现正确性的验证。     

利用可靠性模型确定电子测量设备检定周期的方法

周期检定是保障计量器具能够准确可靠地开展测量活动的重要手段。检定周期的长度影响计量器具测量活动的可靠性和计量工作的经济性。本文通过建立电子测量设备测量可靠性与使用时间关系的数学模型提出了利用可靠性模型确定电子测量设备检定周期的可靠性评估法。该方法可以有效地保证电子测量设备检定周期制定的科学性。     

时差测向近场测试误差分析

以短基线时差测向原理为基础,对入射波引起的测向误差进行了分析和计算,旨在为正确评估电子战侦察设备整体性能提供帮助。