[发明专利]一种无人机综合模块航电故障激励测试方法

说明书

本发明公开了一种无人机综合模块航电故障激励测试方法，包括：采用AADL对IMA体系结构进行建模，得到初始模型；确定IMA健康监控的错误类型，从测试用例库中查找得到与确定的IMA健康监控的错误类型相匹配的错误激发手段；根据查找得到的错误激发手段，构建得到错误模型附件；将错误模型附件添加至初始模型中，得到故障激励测试模型；将故障激励测试模型作为IMA健康监控系统的输入，激发IMA健康监控系统程序内部的相应故障模式，并引发IMA健康监控系统对激发的相应故障模式进行处理，得到在IMA的健康监控激发后进行处理后的故障激励测试结果。本发明解决了目前中大型无人机综合模块化航电系统中健康监控功能的测试问题。

技术领域

本发明属于航电测试技术领域，尤其涉及一种无人机综合模块航电故障激励测试方法。

背景技术

随着现代机载航电设备技术的不断发展，无人机航电系统已从分立式航空电子系统，历经数据信息传输、显示、数据处理的综合，发展至数据融合、传感器融合与天线综合的新一代综合模块化航空电子系统。综合模块化航空电子(Integrated Modular Avionics，IMA，综合航电)旨在合理优化航电功能和性能以及解决软件升级、硬件老化和故障。健康监控是IMA的系统功能，通过对应用软件进行监控，并且进行错误诊断后把错误上报到操作系统，由操作系统进行鉴别和分类后产生相应的错误恢复动作，从而在最短时间内将软件错误进行排查。

先进的IMA系统以统一的总线网络连接通用的模块构成硬件基础，由操作系统提供任务功能的信息交换和处理。采用特定的有限种类的通用模块、具有标准设备结构和互连接口是开放式模块化系统的基本特征。使用的通用外场可更换模块(LRM)依据航电系统共同特点设计，不只针对特定的飞机型号，这为组成满足各种电子系统要求的综合航电系统奠定了基础。同时在软件层面，把所有应用软件集成到一个平台，使用统一的多分区操作系统进行管理，使得开发人员可以在统一的平台上进行应用软件的开发，降低了对开发人员的技术要求，同时实现了容错和重构能力，降低了成本、体积和重量，同时又提高了性能。IMA架构通过通用功能模块的适应性，并且通过软件的配置来实现，其优点是：在少量机柜上采用标准硬件模块、软件不局限特定的硬件之中而可被重用、硬件模块可在不同飞机上使用、系统容易升级和重新配置、仅需少量的备用资源。

健康监控是综合模块化航空电子的一个重要功能。由于综合模块化航空电子系统的所有软件都集成在一个平台上，软件的交互上升到了一个新的层次，这就使得平台化的综合化的健康监控技术得以实现。健康监控是IMA系统中的一个功能，与具体的航电软件无关。它通过对应用软件进行监控，并且进行错误诊断后把错误上报到操作系统，由操作系统进行鉴别和分类后产生相应的错误恢复动作，从而在最短时间内将软件错误进行排查。这样的设计大大提高了航电系统的可靠性和安全性，对系统的健壮性和维修周期也具有很重要的贡献。

目前，大型无人机综合模块化航电系统中健康监控功能在测试时主要存在如下问题：

(1)航电软件复杂度激增，呈现出规模大、软件密集程度高、复杂度高、具有网络特征等复杂软件的特点。软件复杂性和各个系统之间交联程度的提高，使得软件行为更加多样化、不可预测，导致软件错误定位难度更大，给软件的测试方法和技术提出了严峻挑战。

(2)软件体系结构发生巨变，新一代复杂装备软件体系结构已从传统的集中式控制结构发展为以分区操作系统、软硬件隔离为特征的模块化结构。模块采用分层设计方法，软件分为应用层、操作系统层和驱动层，各模块采用一个通用操作系统，实现了应用程序与操作系统和硬件的隔离。软件体系结构的变化对软件测试提出了新的要求，传统的基于外总线的测试方法已经无法满足要求。