[发明专利]一种飞行控制计算机的可靠性验证方法及平台

说明书

本发明属于航空无人机飞行控制计算机可靠性领域，具体涉及一种飞行控制计算机的可靠性验证方法及平台。本发明结合虚拟飞行控制计算机系统实现了一种能在虚拟平台上对飞行控制计算机进行可靠性分析的方法。本发明借助虚拟平台的特点使用全面故障注入的方式，得到系统故障树。通过故障树底事件的概率分布模型，得到系统以及各个功能模块失效的概率及分布模型，即得到虚拟飞行控制计算机各功能模块以及整体的可靠性，实现对飞行控制计算机可靠性的有效分析。

技术领域

本发明属于航空无人机飞行控制计算机可靠性领域，具体涉及一种飞行控制计算机的可靠性验证方法及平台。

技术背景

飞行控制计算机是飞机的核心部件，由于运行环境恶劣，它对安全性和可靠性有着较高的要求。与此同时，飞行控制计算机的开发过程具有开发周期长，开发难度大的特点。在开发过程中,若设计不能满足可靠性的需求，后期进行优化或修改将耗费巨大的成本和精力。

飞行控制计算机性能的好坏主要依赖于系统多个层次的容错机制的设计，在可靠性评测中，最重要的评测内容是对容错机制的可靠性验证测试。目前，在飞行控制计算机可靠性分析领域上，常用的研究方法有测试法，模型分析法，故障注入法。其中，故障注入法是一种加速系统故障来分析系统可靠性的方法，相比于测试法以及解析模型分析方法，故障注入法是一种更为有效的评价系统可靠性的方法。常用的故障注入方法有硬件故障注入方法，软件故障注入方法，仿真故障注入方法。硬件故障注入法是使用物理手段将故障注入到目标系统硬件中，但这种方法试验装置昂贵，容易损毁目标系统。软件故障注入法则通过修改目标系统内存单元或处理器内部寄存器值来模拟硬件故障但会对目标系统的运行环境，占用空间等造成影响。仿真故障注入的方法则通常为使用硬件描述语言建立硬件仿真模型，在内部实现故障注入单元来实现故障注入，但受限于故障模型，对于复杂系统实现困难。

考虑到现有的可靠性分析方法的不足，基于虚拟平台的可靠性分析法开始得到重视。虚拟飞行控制计算机是一种使用虚拟机技术来模拟飞行控制计算机系统设备和环境的一种全数字仿真平台，通过对飞行控制计算机硬件物理结构的模拟及应用软件提供一种与真实硬件环境相同的工作环境。在此平台上能完成飞行控制计算机所需要进行的各种测试和试验。

基于虚拟飞行控制计算机可靠性分析法克服了软硬件故障注入的所有不足，可以在不同的抽象层次上进行仿真，允许不同的故障模式。可以以非入侵式的方法实现故障注入，从目标系统的角度来说，故障的发生具有即时性，透明性的特点，能够实现目标系统和故障注入机制的可观测，可控性。基于虚拟飞行控制计算机的可靠性分析方法适用于飞行控制计算机开发的各个阶段。但现有的基于虚拟飞行控制计算机可靠性分析方法仅仅停留在故障注入，结果查询的状态，并未实现对系统整体可靠性的分析。

因此，现有技术缺乏一种利用虚拟飞行控制计算机平台实现飞行控制计算机可靠性的有效分析方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种对飞行控制计算机进行可靠性有效分析的飞行控制计算机可靠性验证方法及平台。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是，一种飞行控制计算机系统的可靠性验证方法，包括如下步骤：

一、模型的建立：

运用模拟器模拟搭建多个虚拟飞行控制计算机，虚拟飞行控制计算机与需要验证可靠性的真实飞行控制计算机各硬件一致，虚拟飞行控制计算机还包括通道故障逻辑模块和通信模块，飞行控制计算机的功能模块上包括故障注入单元、监控单元；

二、故障注入平台可靠性分析：

建立对应数据组中故障所有组合形式的失效概率分布模型并保存至数据库，故障注入可靠性分析平台执行参数初始化，与虚拟飞行控制计算机建立网络连接；

步骤1)控制模块发送复位信号至虚拟飞行控制计算机，计算机接收复位信号后执行软硬件复位；