[发明专利]一种基于形式化描述的运载火箭测试数据判读方法及系统

权利要求书

1.一种基于形式化描述的运载火箭测试数据判读方法，其特征在于步骤包括：

(1)将测试参数的判据进行分类；

(2)定义测试参数判据的组成元素；

(3)根据步骤(2)定义的组成元素，对步骤(1)分类后的各类判据进行形式化描述；

(4)读取判据的形式化描述，并将形式化描述表征的判读规则转换为计算机能够识别的目标程序代码；

(5)以运载火箭测试数据为数据源，运行目标程序代码，给出运载火箭测试数据是否正常的判读结论，从而完成运载火箭测试数据的判读；

测试参数判据共有六个类别，分别为多时段理论值判据、多时段最大最小值判据、最大差值判据、统计值判据、数据完整性判据、关键点判据；

多时段理论值判据是指：测试参数的判据按时间段分为多个时段，每个时段内，参数的值接近一个理论值，上下偏差不超过给定的偏差范围，其中理论值支持常量值、随时间变化的变量或者其他参数的值；

多时段最大最小值判据是指：测试参数的判据按时间段分为多个时段，每个时段内，参数的值不得小于一个给定的最小值，且不得大于一个给定的最大值；

最大差值判据是指：测试参数在给定的时间段内的所有值中的最大值与最小值之差接近给定的最大差值，实际差值与给定最大差值的偏差不超过给定的偏差范围；

统计值判据是指：计算测试参数在给定时间段内所有值的最小值、最大值、平均值，最小值不得小于给定的最小值，最大值不得大于给定的最大值；

数据完整性判据是指：根据测试参数的值的变化情况，判断测试数据的完整性，具体判断方法为：要求测试参数的值逐个向上递增1，如果存在连续两个值的增量大于1的情况，则判定为数据不完整，存在丢失情况；

关键点判据是指：测试参数在给定的时间段内，一个或几个时刻的值分别接近相应的给定值，上下偏差不超过给定的偏差范围；

所述步骤(2)中测试参数判据的组成元素包括关键字和表达式；

关键字包括P、T、Ext、and、or、not、sum、diff、error、min_max，max_diff、statistics、integrality；

其中，P为参数代号标识；

T为参数时间标识；

Ext为外部数据标识；

and为逻辑与运算标识；

or为逻辑或运算标识；

not为逻辑非运算标识；

sum为求和运算标识；

diff为求差运算标识；

error为误差表标识；

min_max表示最大最小值标识；

max_diff表示最大差值标识；

statistics为统计值标识；

integrality为完整性标识；

表达式用符号E表示，其含义为一个时间序列(t₁,t₂,...,t_n)与一个值序列(v₁,v₂,...,v_n)组成的序列对，时间序列与值序列点的个数相同，均为n，n≥1；

表达式包括参数表达式E_p、算术运算表达式E_a、逻辑运算表达式E_l、比较表达式E_cmp，常量表达式E_c、函数调用表达式E_f、指令动作表达式E_cmd、时段表达式E_ts、误差表达式E_error；

参数表达式E_p：参数表达式用P(参数代号)表示，其中P为关键字，参数表达式E_p的时间序列为参数的各时间值组成的序列，值序列为参数的各点数值组成的序列；

常量表达式E_c：常量表达式即数值常量，常量表达式E_c的时间序列的值均为0，值序列中各值均为该数值常量；

算术表达式E_a：算术表达式为两个表达式进行算术运算后的结果表达，包括加、减、乘、除四种算术运算，分别用+、-、*、/四个符号表示；

E₁＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁,v₁₂,...,v_1n)}

E₂＝{(t₂₁,t₂₂,...,t_2n),(v₂₁,v₂₂,...,v_2n)}

E₁与E₂相加后的表达式为：

E₁+E₂＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁+v₂₁,v₁₂+v₂₂,...,v_1n+v_2n)}；

E₁与E₂相减后的表达式为：

E₁-E₂＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁-v₂₁,v₁₂-v₂₂,...,v_1n-v_2n)}；

E₁与E₂相乘后的表达式为：

E₁*E₂＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁*v₂₁,v₁₂*v₂₂,...,v_1n*v_2n)}；

E₁与E₂相除后的表达式为：

E₁/E₂＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁/v₂₁,v₁₂/v₂₂,...,v_1n/v_2n)}；

逻辑表达式E_l：逻辑表达式为两个或一个表达式进行逻辑运算后的结果表达；包括与、或、非三种逻辑运算，分别用、||、not三个符号表示；

E₁＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁,v₁₂,...,v_1n)}

E₂＝{(t₂₁,t₂₂,...,t_2n),(v₂₁,v₂₂,...,v_2n)}

E₁与E₂进行与运算后的表达式为：

E₁E₂＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁v₂₁,v₁₂v₂₂,...,v_1nv_2n)}；

E1与E2进行或运算后的表达式为：

E1||E2＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁||v₂₁,v₁₂||v₂₂,...,v_1n||v_2n)}；

E1进行或运算后的表达式为：

not E1＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(not v₁₁,not v₁₂,...,not v_1n)}；

比较表达式E_cmp：比较表达式为两个表达式进行比较运算后的结果表达；包括大于、大于等于、小于、小于等于、等于、不等于六种比较运算，分别用、＝、、＝、＝＝、六个符号表示；

E₁＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁,v₁₂,...,v_1n)}

E₂＝{(t₂₁,t₂₂,...,t_2n),(v₂₁,v₂₂,...,v_2n)}

E₁与E₂进行大于比较运算后的表达式为：

E₁E₂＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁v₂₁,v₁₂v₂₂,...,v_1nv_2n)}；

E₁与E₂进行大于等于比较运算后的表达式为：

E₁＝E₂＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁＝v₂₁,v₁₂＝v₂₂,...,v_1n＝v_2n)}；

E₁与E₂进行小于比较运算后的表达式为：

E₁E₂＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁v₂₁,v₁₂v₂₂,...,v_1nv_2n)}；

E₁与E₂进行小于等于比较运算后的表达式为：

E₁＝E₂＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁＝v₂₁,v₁₂＝v₂₂,...,v_1n＝v_2n)}；

E₁与E₂进行等于比较运算后的表达式为：

E₁＝＝E₂＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁＝＝v₂₁,v₁₂＝＝v₂₂,...,v_1n＝＝v_2n)}；

E₁与E₂进行不等于比较运算后的表达式为：

E₁E₂＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁v₂₁,v₁₂v₂₂,...,v_1nv_2n)}；

函数调用表达式E_f：以表达式E₁、E₂、...、E_m为输入的函数调用表达式描述为E_f＝func(E₁、E₂、...、E_m)，func表示为函数名称，包括数学函数与专用函数两类，具体为：

数学函数：sqr、sqrt、exp、ln、lg、log、abs、sin、cos、tan、sinA、cosA、tanA；

专用函数：表达式求和函数sum、表达式求差函数diff；

外部数据表达式E_ext：外部数据表达式用Ext(文件名称)表示，其中Ext为关键字，外部数据表达式用于读取包含两列数值的外部文件，将第一列数值作为表达式的时间序列，将第二列数值作为表达式的值序列；

时段表达式E_ts：时段表达式用“{E₁,E₂}”表示，其中E₁、E₂的第一个值分别表示时段的起始时间与结束时间；

E₁＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁,v₁₂,...,v_1n)}

E₂＝{(t₂₁,t₂₂,...,t_2n),(v₂₁,v₂₂,...,v_2n)}

则：E_ts＝{(t₁₁,t₂₁),(v₁₁,v₂₁)}

误差表达式E_error：误差表达式用“error(E₁,E₂)”表示，其中error为关键字，E₁、E₂分别表示误差的上偏差与下偏差；

E₁＝{(t₁₁,t₁₂,...,t_1n),(v₁₁,v₁₂,...,v_1n)}

E₂＝{(t₂₁,t₂₂,...,t_2n),(v₂₁,v₂₂,...,v_2n)}

则：E_error＝{(t₁₁,t₂₁),(v₁₁,v₂₁)}；

所述步骤(3)根据定义的组成元素，对分类后的各类判据进行形式化描述，具体为：

多时段理论值判据的形式化描述为：

E_p:E_ts1{E₁₁}{E₁₂}E_error1

|E_ts2{E₂₁}{E₂₂}E_error2

...

|E_tsn{E_n1}{E_n2}E_errorn

具体含义为：待判参数为表达式E_p，判据共包含n个时间段，表达为E_tsi，i＝1,2,...n，每个时段中的实际值为表达式E_i1，i＝1,2,...n，每个时段中的理论值为表达式E_i2，i＝1,2,...n，每个时段中参数实际值与理论值的误差为E_errori，i＝1,2,...n；

多时段最大最小值判据的形式化描述为：

E_p:E_ts1{E₁₁}min_max(E_min1,E_max1)

|E_ts2{E₂₁}min_max(E_min2,E_max2)

...

|E_tsn{E_n1}min_max(E_minn,E_maxn)

具体含义为：待判参数为表达式E_p，min_max为关键字，判据共包含n个时间段，表达为E_tsi，i＝1,2,...n，每个时段中的实际值为表达式E_i1，i＝1,2,...n，每个时段中的最小值判据为表达式E_mini，i＝1,2,...n，每个时段中的最大值判据为表达式E_maxi，i＝1,2,...n；

最大差值判据的形式化描述为：

E_p:E_ts max_diff(E)(E_min,E_max)

具体含义为：待判参数为表达式E_p，min_max为关键字，待判参数的时段为表达式E_ts，实际值为表达式E，最大差值的计算方法为：表达式E中在时段E_ts范围内的最大值与最小值的差值，差值允许的下限值为E_min，差值允许的上限值为E_max；

统计值判据的形式化描述为：

E_p:E_ts statistics(E)(E_min,E_max)

具体含义为：待判参数为表达式E_p，statistics为关键字，待判参数的时段为表达式E_ts，实际值为表达式E，统计值的计算方法为：表达式E中在时段E_ts范围内的所有值的最大值、最小值、平均值，最小值允许的下限值为E_min，最大值允许的上限值为E_max；

数据完整性判据的形式化描述为：

E_p:E_ts integrality()

具体含义为：待判参数为表达式E_p，integrality为关键字，待判参数的时段为表达式E_ts，数据完整性的判断方法为：在时段E_ts范围内，逐点判断参数E_p的值，当前点的值与前一点的值差值均为1时，则判断为数据完整，否则判断为数据不完整；

关键点判据的形式化描述为：

E_p:E_ts{{E_t1,E_v1},{E_t2,E_v2},...,{E_tn,E_vn}}E_error

具体含义为：待判参数为表达式Ep，待判参数的时段为表达式Ets，判据共包含n个关键点，表达为{Eti,Evi}，i＝1,2,...n，其中Eti表示第i个关键点的时间，Evi表示第i个关键点的理论值，Eerror表示每个关键点的实际值与理论值的允许误差范围，关键点实际值的查找方法为在时段Ets范围内，将参数Ep中与Eti最接近的时间点对应的值作为该关键点的实际值。