電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的軟件可靠性設(shè)計(jì)_圖文

1、電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的軟件可靠性設(shè)計(jì)郭立煒“2安國(guó)慶2陳學(xué)廣11華中科技大學(xué)武漢4300742河北科技大學(xué)石家莊050054摘要根據(jù)電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了V模型,將“驗(yàn)證和確認(rèn)”活動(dòng)分解成一系列階段,每個(gè)階段包含相 應(yīng)的設(shè)計(jì)、評(píng)審和測(cè)試環(huán)節(jié),使軟件在研發(fā)過(guò)程中不斷完善。電機(jī)試驗(yàn)強(qiáng)烈的電磁干擾對(duì)系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)備間的數(shù) 據(jù)通信有較大影響,利用前導(dǎo)數(shù)據(jù)和冗余編碼技術(shù)排除了數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的異常,使用定時(shí)器和重試技術(shù)結(jié)合的方法 避免了因盲目等待而導(dǎo)致的系統(tǒng)癱瘓。提出“立體報(bào)警機(jī)制”,即令時(shí)間范圍、電機(jī)物理量的類(lèi)型、報(bào)警上限三者構(gòu)成 一個(gè)立體坐標(biāo)系,根據(jù)被測(cè)電機(jī)和試驗(yàn)類(lèi)型確定物理量在不同時(shí)段的

2、正常范圍,有效降低了誤報(bào)警率,大大提高了軟 件的可靠性。關(guān)鍵詞 電動(dòng)機(jī),軟件可靠性,V模型,報(bào)警機(jī)制The Reliability Design ofAutomatic Test SystemS Software Used in The Prototype Test of Motorliwei Guo 1一,guoqing An 2,xueguang Chenl1Huazhong University Of Science And Technology,Wuhan 4300742Hebei University Of Science And Technology,Shijiazhuang 05

3、0004AbstractAccording to the characteristics of the prototype test,“V model”is designed to resolve"verification and validation”maneuver into a series of steps,which include designing,appraisement and testing to make the software serf-improvement.The communication between software and hardware i

4、s frequently influenced by the intense electromagnetic interference during the prototype test.The technology of leading and redundant coding is taken to get rid of various kinds of unusually cases.Timer is combined together with retrying to prevent system halt caused by bUnd waiting.“Three-dimension

5、al warning mechanism"which makes time,type of physical quantity and warning upper limit to form a three-dimensional coordinate system,b proposed.Based on the type of the motor and prototype test.the mechanism can define the normal range of the physical quantity in various time quantum.It has re

6、duced the false alarm rate effectively,and improved reliability of software greatly.Keywordsmotor,software reliabiHty,V model,warning mechanism1.引言近年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,電機(jī)測(cè) 試系統(tǒng)的研究逐漸趨于自動(dòng)化,要求具備自動(dòng)測(cè)試、 數(shù)據(jù)處理、顯示輸出等功能Ll J。由于電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn) 項(xiàng)目繁多且過(guò)程復(fù)雜,當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大和功能 不斷增加的時(shí)候,其配套軟件的復(fù)雜程度呈幾何級(jí) 數(shù)上升,系統(tǒng)因軟件的缺陷而喪失功能的情況非常 普遍。因此,電機(jī)自動(dòng)化測(cè)

7、試系統(tǒng)軟件的可靠性是 個(gè)不容忽視的因素。下面結(jié)合作者開(kāi)發(fā)“電動(dòng)機(jī)型 式試驗(yàn)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)”過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn),探討幾種提283 高系統(tǒng)軟件可靠性的方法。2.基于V模型的軟件開(kāi)發(fā)流程的設(shè)計(jì)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的“驗(yàn)證和確認(rèn)”活動(dòng)是保證軟 件質(zhì)量的重要措施【21。根據(jù)電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)的特點(diǎn)設(shè) 計(jì)了V模型,將“驗(yàn)證和確認(rèn)”活動(dòng)分解成一系列階 段,每個(gè)階段包含相應(yīng)的設(shè)計(jì)、評(píng)審和測(cè)試環(huán)節(jié), 使軟件在研發(fā)過(guò)程中不斷完善。圖1以測(cè)試計(jì)劃為紐帶的V模型整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程分為設(shè)計(jì)和測(cè)試兩大部分,其中 “測(cè)試工作”以“測(cè)試計(jì)劃”為指導(dǎo)檢驗(yàn)“設(shè)計(jì)工 作”的可行性和可靠性。(1設(shè)計(jì)部分。首先參照相關(guān)電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),給出軟件的需求

8、描述,包括試驗(yàn)順序、 需繪制特性曲線(xiàn)的種類(lèi)、需計(jì)算電機(jī)參數(shù)的種類(lèi)等; 其次針對(duì)各類(lèi)型式試驗(yàn)的特點(diǎn)進(jìn)行概要設(shè)計(jì),給出 試驗(yàn)的自動(dòng)化邏輯流程;然后對(duì)各功能模塊進(jìn)行詳 細(xì)設(shè)計(jì),并強(qiáng)調(diào)層次化和復(fù)用性,減少系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的 工作量,提高系統(tǒng)可靠性;最后進(jìn)行編碼工作。 (2測(cè)試部分。單元測(cè)試針對(duì)代碼的編譯和運(yùn) 行過(guò)程:集成測(cè)試針對(duì)功能模塊是否能完成特定功 能;系統(tǒng)測(cè)試用來(lái)驗(yàn)證各個(gè)型式試驗(yàn)自動(dòng)化流程的 邏輯性;驗(yàn)收測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)整套系統(tǒng)是否完成了設(shè)計(jì) 初制定的各項(xiàng)需求描述。3.提高數(shù)據(jù)通信可靠性的方法電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn),尤其是功率較大的電動(dòng)機(jī), 強(qiáng)烈的電磁干擾對(duì)系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)備間的數(shù)據(jù)通 信有較大影響。排除通信過(guò)程中的

9、干擾,接收信息 正確無(wú)誤,是保證可靠性而需要解決的重要問(wèn)題。 下面的幾種技術(shù)有效提高了數(shù)據(jù)通信的可靠性。3.1前導(dǎo)數(shù)據(jù)技術(shù)在每一批傳輸數(shù)據(jù)之前,預(yù)加幾個(gè)字節(jié)的特定 信息。當(dāng)一方接收時(shí)首先判斷并剝離特定信息,然 后收到的就是有用的傳輸數(shù)據(jù)。這里主要用于排除 下位機(jī)(單片機(jī)的發(fā)送異常。以接收下位機(jī)傳來(lái)的相電壓信息為例,若通信 協(xié)議中指定相電壓的特定信息為“VOL”,則上位機(jī) 軟件只有在連續(xù)接收特定字符“VOL”之后,才接收 下面?zhèn)鱽?lái)的實(shí)際相電壓值。圖2前導(dǎo)數(shù)據(jù)處理流程圖3.2校驗(yàn)和的方法在傳送數(shù)據(jù)時(shí),發(fā)送方和接收方均對(duì)數(shù)碼進(jìn)行 累加計(jì)算。發(fā)送方在發(fā)完數(shù)據(jù)后,再發(fā)一累加和, 接收方在接收數(shù)據(jù)后將其累

10、加和與收到的數(shù)據(jù)累加 和相比較,若相等則回送正確確認(rèn)幀,否則會(huì)送錯(cuò) 誤確認(rèn)幀。處理過(guò)程如圖3所示。3.3定時(shí)器和重試技術(shù)相結(jié)合通信過(guò)程中可能出現(xiàn)某些特殊原因使信息不能 正確到達(dá)接收方,通信程序執(zhí)行時(shí)間超過(guò)了規(guī)定界 限,導(dǎo)致系統(tǒng)陷入了無(wú)限期等待狀態(tài)。圖3校驗(yàn)和方法的處理流程圖圈4定¨#MiM拉*4洫程同令系統(tǒng)在投信息的蒯時(shí)啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器,該定 時(shí)器初值由信臣的&度和CPU的處理時(shí)州束決定。 如果在規(guī)定的時(shí)問(wèn)內(nèi)主機(jī)沒(méi)有收到分機(jī)的任何麻 答,即認(rèn)為本敬通信出現(xiàn)故障,但這時(shí)簡(jiǎn)瞽的宣布 通信失敗足不臺(tái)適的,可以重發(fā)信息荇干淡。若仍 小成功才宣布通信失敗”1。4立體報(bào)警機(jī)制試驗(yàn)過(guò)程中,常

11、常由十誤操*撒電機(jī)物理量大超過(guò)額定值,板易損壞電機(jī)設(shè)備。這樣,系統(tǒng)中 就齋要引崩個(gè)報(bào)警機(jī)制來(lái)實(shí)時(shí)地保護(hù)被捌電機(jī)。 但往往有些情況,例如二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)期問(wèn), 其起動(dòng)電流大大超過(guò)額定電流,1H這仍屬于正?，F(xiàn) 象.無(wú)需報(bào)警”J。因此,應(yīng)對(duì)這類(lèi)問(wèn)題進(jìn)打區(qū)分, 否則誤報(bào)警信息將過(guò)多。在這目提出了“市體報(bào)警機(jī)制”的概念,即將 時(shí)間范圍、電機(jī)物理量的類(lèi)型、報(bào)警上限三著形成 一個(gè)立體坐標(biāo)系。系統(tǒng)根據(jù)被測(cè)電機(jī)類(lèi)型,試驗(yàn)婁 型分析出試驗(yàn)中被測(cè)物理世在不同時(shí)間段變化的正 常范圍。在此三維市體坐標(biāo)系下,將時(shí)間變量作為 x軸,電機(jī)被測(cè)物理量類(lèi)型變量作為y軸,報(bào)警上 限作為z軸,按照電機(jī)型式試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)給出特定初始 點(diǎn)將

12、這些點(diǎn)作為胡始離散點(diǎn)作曲面姒音處理.并確 定擬臺(tái)曲面方程。系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前電機(jī)各個(gè)物理 量,并將實(shí)際的電機(jī)運(yùn)行時(shí)悶和物理蕾類(lèi)型值作為 參數(shù)帶曲腳表達(dá)式t11,算出相麻的喃數(shù)值作為當(dāng) 前報(bào)警上限,如果檢測(cè)的物理量超過(guò)此上限就發(fā)出 報(bào)警信號(hào)。經(jīng)實(shí)踐證明,這樣可以防止IU機(jī)起停階 段數(shù)掘偏高引發(fā)的誤于陡警,大太提高了系統(tǒng)的可靠 性。陌5系統(tǒng)t體報(bào)警機(jī)制的示意圖5結(jié)束語(yǔ)本文足在開(kāi)發(fā)的“電動(dòng)機(jī)犁式試驗(yàn)自動(dòng)測(cè)試系 統(tǒng)”基礎(chǔ)上.為進(jìn)步提高系統(tǒng)可靠性而進(jìn)行的軟 什設(shè)l方法的探索。開(kāi)發(fā)過(guò)程巾小斷利用再類(lèi)測(cè)試 于段對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行修正和完善;曲導(dǎo)數(shù)據(jù)與校驗(yàn) 和的冗余技術(shù)克服了數(shù)據(jù)通信過(guò)程t1,電機(jī)強(qiáng)烈的電磁干擾;定時(shí)器和重試技術(shù)避免r盲目等待而導(dǎo)致 的系統(tǒng)癱瘓;“立體報(bào)警機(jī)制唷效降低了誤報(bào)蕾率。 系統(tǒng)E杜河