航天器自动化测试与航天器测试语言

通过对航天器自动化测试需求的分析,总结出面向航天器自动化测试语言应具备的特征;通过对航天器测试业务中测试操作、测试流程、测试层次和体系结构的分析,给出了航天器测试语言的两种类型的语句,常规测试语句和专用测试语句,并将航天器专用测试语句分为操作类语句、数据类语句、时间类语句和控制类语句,给出了这4种专用测试语句的定义及其形式化描述.该语言对提高我国航天器测试业务的效率和测试人员的工作效率、促进航天器测试自动化研究的发展将起到一定的推动作用.     

基于Event-B的SpaceOS2操作系统任务管理需求形式化建模与验证

随着中国航天技术的发展,航天器系统的软件规模越来越大、复杂度越来越高,对航天软件的正确性、可靠性、安全性等提出了更为严格的要求.形式化方法是提高软件可信性的一个重要途径.利用形式化方法 Event-B对嵌入式操作系统SpaceOS2的任务管理模块的进行需求建模,依靠不变式来保证模型的正确性,并且在Rodin平台上对模型进行了形式化验证,结果表明模型是正确的.     

基于UML模型的嵌入式软件测试用例生成方法

软件测试是保证嵌入式软件质量的重要手段之一,测试用例集的完备性是软件测试的关键因素.研究一种基于统一建模语言(UML)状态图生成测试用例集的方法,根据状态、迁移不变性原则以及动作映射,将UML状态图转换为扩展有限状态机(EFSM),采用广度优先搜索满足状态、迁移覆盖准则,由测试序列建立查找表生成测试用例集.最后给出实例说明该方法的可行性和有效性.     

基于UML活动图模型的测试用例生成技术研究

为了设计和生成系统工作流程的测试用例,引入测试大纲模型的概念,设计出从UML(Unified Modeling Language)活动图模型到测试大纲模型,再到测试用例模型的三级转换过程和一组消除活动图模型中的非结构化特征、将其转化为模块化的测试大纲模型,以及把并发子过程实例化为一组典型测试场景的基本规则.还研究了针对每一个输入操作,选择基本输入数据集,并将其赋予测试大纲模型之上,从而构造测试用例模型的方法,以及最终基于测试用例模型生成完备的测试用例集合的方法.      

基于模型架构的航天器控制软件研制方式研究

开展基于模型设计研究，旨在解决当前航天器控制软件研制所面临的需求描述准确性、设计验证充分性以及软件产品可靠性等问题.针对基于模型设计过程中的代码胶合接口复杂且操作繁琐问题，提出一种基于模型架构的航天器控制软件研制方式，搭建软件模型驱动框架，通过模型封装方式将既有代码资产或新编写代码嵌入到软件模型驱动框架，简化代码胶合过程.同时，建设航天器控制领域通用模型库来提高成熟算法模型的复用效率及自动生成代码可靠性.本方法研究为推进航天器控制软件向模型驱动开发方式转变夯实基础.     

一种无人机飞行控制管理软件回归测试方法

针对大型嵌入式软件测试的难题,提出了基于系统快照的自动化回归测试方法,并以无人机飞行控制管理软件为研究案例进行了关键技术解析、测试系统设计及分析.利用系统快照技术实现了彼此之间关系繁杂的测试用例的解耦,将复杂的系统测试转化为灵活的单元测试.结合CPPUnit的测试框架,建立了自动化回归测试的系统结构,并深入分析了各部分的功能和执行过程.进而设计出基于系统快照的自动化回归测试执行流程和测试用例的编制流程.给出了某型无人机飞行控制管理软件在不同方法下的测试结果,通过数据对比验证了测试系统的高有效性.      

基于OWL-S的测试用例生成

提出了一种基于OWL-S(OWL Web Ontology Language for Services)需求模型的测试用例自动生成方法,针对被测系统需求特性产生测试用例,以提高Web服务系统交互测试的自动化程度和效率.测试用例的生成通过3个步骤完成:①对需求特性进行分析,获取与需求特性相关的具体事件集的集合;②对OWL-S描述的应用流程进行搜索,寻找所有与需求特性相关的测试路径;③对测试路径上相关原子过程的IOPE(Inputs,Outputs,Preconditions and Effects)属性及路径条件进行分析,产生相应的测试用例.以金融行业ATM(Automated Teller Machine)示例系统为例对本方法进行了验证,结果表明本方法按要求产生了与需求特性相关的测试用例,覆盖了所有给定的需求特性公式,并有效的检测出被测系统中存在的错误.      

基于程序变异的Simulink模型测试方法

为解决当前Simulink模型变异测试中测试执行开销大、测试用例生成效率低等问题,首先根据当前的Simulink模型变异算子集,基于程序变异技术提出了Simulink模型的变异测试过程和一组改进变异算子集.实验表明,在不影响测试用例集变异评分的情况下,该组变异算子集能够有效减少变异模型的生成数量,从而降低测试开销.其次,设计了一种基于搜索的Simulink模型变异测试用例生成方法,该方法将变异模型的测试用例生成问题转换为目标函数极小化问题,通过模拟退火算法对目标函数寻优,最终搜索出能够杀死该变异模型的测试用例.最后,将该方法应用于典型案例,验证了方法的正确性和有效性.      

上下文无关文法测试充分性

讨论了文法测试的基本概念,分析了文法测试的特点、应用场景及其与一般软件测试的异同.形式化地定义了上下文无关文法的测试充分性准则,提出了一个上下文无关文法的测试充分性准则族.分析了该准则族中各准则之间的包含关系,以及这种包含关系与揭示文法所特有的2类缺陷的能力之间的关系. 计算和比较了准则族中各准则的测试集规模复杂性.为了评价文法的测试开销,定义了一个上下文无关文法的测试复杂性度量,该度量能够从测试充分性的角度反映测试一个文法的难易程度和测试开销的大小.      

基于内部1553B总线的航天器控制系统可测试性框架设计与验证

可测试性设计是提升系统研制效率和测试品质的重要方法.给出基于内部1553B总线的航天器控制系统可测试性设计的分层递阶结构,建立可测试性设计的模型框架,并对基于1553B总线的航天器控制系统可测试性设计的技术实现进行了分析.最后利用TEAMS软件结合实例进行可测试性设计仿真评估,评估结果证明了这种可测试性设计方法的有效性.     

载人运输飞船流体回路方案研究

流体回路是载人运输飞船热控分系统的重要组成部分,结合飞船所采取的其他热控措施,流体回路必须满足各种可能出现的热工况要求,同时尽量少占用飞船的资源。在进行分析和比较的基础上,确定流体回路的方案和系统配置,结合对接目标的热设计,重点解决与目标停靠期间的热控问题。文中介绍了载人运输飞船流体回路的主要设计要求及考虑重点,在能量平衡分析的基础上设计了两种流体回路方案,并进行了热分析计算和性能比较,对流体工质的选择也提出了建议。     

航天器环境试验和航天产品的质量与可靠性保证

介绍了航天器验证和试验标准近年来的发展现状 ,指出了这些标准在各国航天器验证中所起到的作用 ,同时讨论了在航天器研制中环境试验和可靠性试验的关系。由于航天器的特点 ,在整个验证工作中 ,环境试验和可靠性试验应该是统一的。通过全面的验证工作 ,特别是大量的环境试验 ,航天器的环境适应性和可靠性得到了保证。总的看法是 ,这些标准 ,只要应用得当 ,将能保证航天器的性能要求和在轨可靠性。     

一种面向航天器综合电子的ASIC芯片设计

航天器综合电子系统通用功能集成并芯片化是目前航天器电子系统的发展趋势. 针对中国航天器电子系统小型化、综合化的应用需求,提出一种面向航天器综合电子的ASIC芯片设计方案,分析了ASIC芯片设计中的关键技术,包括芯片系统工作模式、IP核的开发应用、可靠性和低功耗设计,1553B简易终端控制模式是芯片的技术特色和典型应用. ASIC芯片的功能设计、系统仿真验证、FPGA验证和物理设计均已完成,进入流片状态. 芯片的FPGA验证结果证明了芯片设计的有效性和可靠性. ASIC芯片旨在达到国军标548S的要求,应用场景是航天器内数据总线接口单元和遥测遥控.      

基于Event B的中断管理需求和设计形式化建模与验证方法

随着软件复杂度的迅速增长,传统的基于测试的方法逐渐难以满足航天器操作系统的可靠性和安全性需求,形式化方法逐渐成为航天器操作系统安全可靠性的有效保障.基于Rodin平台,采用Event B形式化语言,通过需求和设计重写、制定精化策略并逐步精化的方法,对航天嵌入式操作系统SpaceOS2的中断管理模块建立了需求层和设计层形式化模型,将模型检验和定理证明相结合,验证模型的正确性并且满足安全性质.     

基于Frenet和改进人工势场的在轨规避路径自主规划

在轨道间机动的航天器规避空间目标，需兼顾沿转移轨道飞行的绝对运动和规避空间目标的相对运动，路径自主规划难度较大且目前国内外公开研究成果较少。针对上述问题，提出了一种将Frenet坐标系与改进人工势场相结合的在轨规避路径自主规划方法。首先，构建Frenet坐标系表述空间规避运动，解决了路径规划中航天器与既定转移轨道相对位置不易表述的难题，实现了空间规避运动的简便表示；其次，改进人工势场函数、调整势场作用区域，避免了传统人工势场法存在过早轨迹偏离以及局部震荡现象，实现了对空间目标的自主规避；最后，考虑规避安全、轨道保持、制动时效以及燃料消耗因素构建全局优化函数，能够满足不同任务的需求与偏好，实现了沿转移轨道飞行的最小偏移与快速恢复。算法比对与算例求解表明:所提方法应用优势明显，路径平滑、偏移量小，满足航天器规避空间目标的路径规划需求。      

载人航天的热真空试验

据对国外情况的调研,讨论了载人航天热真空试验的特点与试验目的,提出了三类15项试验项目;讨论了载人航天器整体热真空试验的必要性,提出了分别进行舱外与舱内环境下的单舱或联舱试验的建议;分析了载人航天器热真空试验的特点与应用,提出了在卫星用试验设备上附加航天员所需专门装置,满足试验需要的设想。     

载人航天器舱门快速检漏仪的可靠性试验与评估方法

载人航天器舱门快速检漏仪是载人航天器舱门及其对接机构对接面气密性检测的测试仪器。为了验证舱门快速检漏仪的可靠性指标水平,按照寿命型和计量型可靠性试验方法的基本思路,通过分析其功能、工作原理和主要故障模式,确定了可靠性特征量,提出了舱门快速检漏仪的可靠性验证试验方法,包括试验方法的选择、试验件状态、试验条件的确定、试验程序、故障判据及可靠性评估方法,并给出了评估结果。