[发明专利]一种基于时间触发的分布式控制器容错能力验证方法

权利要求书

1.一种基于时间触发的分布式控制器容错能力验证方法，其特征在于，所述方法由带故障注入功能的发动机及传感器模型单元、传感器模拟及执行机构信号调理单元、电气故障注入单元、总线监视及故障注入单元、试验及管理软件单元构成。此外，还包含一台基于时间触发的分布式控制器。

所述带故障注入功能的发动机、传感器及执行机构模型单元是运行在上位机的软件，为各分布式控制节点的传感器模拟单元提供信号，接收来自执行机构信号调理单元的执行机构驱动信号；

所述传感器模拟及执行机构信号调理单元分别模拟各类传感器信号和对执行机构控制信号进行调理；

所述总线监视及故障注入单元用于监视TTP/C总线运行状态及各节点的运行状态，并实现总线故障的注入；

所述电气故障注入单元用于分布式控制器容错能力验证系统可能出现的电气故障的注入；

所述试验及管理软件单元用于实现整个控制系统的人机交互；

上述单元构成一个闭环控制系统，在控制系统运行时可实时注入一种或多种故障。

所述故障类型包含：发动机故障、传感器故障、电气故障、总线故障；

通过监视及管理系统可观察故障注入时控制系统的运行结果，从而判定该基于时间触发的分布式控制器的容错能力。

2.如权利要求1所述的基于时间触发的分布式控制器容错能力验证方法，其特征在于，所述发动机故障和传感器故障注入方式为：

通过试验及管理软件对发动机模型进行配置，通过发动机模型的退化实现发动机的缓变故障，包括疲劳失效、磨损、腐蚀等；通过修改发动机模型传感器信号值，实现传感器故障的注入；

所述传感器模型接收来自发动机模型的信号进行处理，然后将传感器数字信号转化为模拟控制信号，输送给传感器信号模拟单元，最终由传感器信号模拟单元输出对应的传感器物理信号，实现从机理上对传感器信号的模拟。

3.如权利要求1所述的基于时间触发的分布式控制器容错能力验证方法，其特征在于，所述总线故障注入包括：

总线断路故障、总线比特故障、单节点瞬时接收故障、单节点瞬时发送故障、单节点永久接收故障、单节点永久发送故障等；

所述总线断线故障是指断开TTP/C总线与节点之间的连接，其通过继电器实现总线隔离；

所述总线比特故障，通过管理软件对节点进行配置，节点接收指令将接收到或要发送的数据的某个比特位进行翻转；

单节点瞬时接收故障、单节点瞬时发送故障、单节点永久接收故障及单节点永久发送故障，均通过管理软件对单节点发送指令，从节点软件层面实现该节点对数据的瞬时/永久的接收或发送故障。

4.如权利要求1所述的基于时间触发的分布式控制器容错能力验证方法，其特征在于，所述电气故障注入方式为：

在节点与传感器及执行机构信号模拟单元之间配置断路、短路等故障，可实现对单节点的故障配置或多节点同时电气故障配置；

所述断路及短路故障由管理软件对电气故障注入板进行配置实现，断路故障通过继电器使信号线断开物理连接，短路故障通过继电器在信号线之间建立连接。

5.如权利要求1所述的基于时间触发的分布式控制器容错能力验证方法，其特征在于，对分布式控制器容错能力进行评价：

所述监视节点将总线及节点的运行状态反馈显示至试验及管理软件，通过软件直观显示分布式控制器在故障注入的状况下对发动机的控制精度、响应速度等能力，并建立一个容错能力的评价体系，将控制器的容错能力分级。

6.一种如权利要求1-5任一所述的基于时间触发的分布式控制器容错能力验证方法，其特征在于，所述方法由带故障注入功能的发动机、传感器及执行机构模型单元、传感器模拟及执行机构信号调理单元、电气故障注入单元、总线监视及故障注入单元、试验及管理软件单元构成。此外，还包含一台基于时间触发的分布式控制器。

所述带故障注入功能的发动机、传感器及执行机构模型单元是运行在上位机的软件，为各分布式控制节点的传感器模拟单元提供信号，接收来自执行机构信号调理单元的执行机构驱动信号；

所述传感器模拟及执行机构信号调理单元分别模拟各类传感器信号和对执行机构控制信号进行调理；

所述总线监视及故障注入单元用于监视TTP/C总线运行状态及各节点的运行状态，并实现总线故障的注入；

所述电气故障注入单元用于分布式控制器容错能力验证系统可能出现的电气故障的注入；

所述试验及管理软件单元用于实现整个控制系统的人机交互；

上述单元构成一个闭环控制系统，在控制系统运行时可实时注入一种或多种故障。

所述故障类型包含：发动机故障、传感器故障、电气故障、总线故障；

通过监视及管理系统可观察故障注入时控制系统的运行结果，从而判定该基于时间触发的分布式控制器的容错能力。