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联合试验平台信息监控工具开发

联合试验平台信息监控工具开发

作者：马文坛哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

联合试验凭借其分布式的试验环境、高效的整合机制,极大的提高了包括仿真试验、虚拟试验、装备体系结构试验在内的各类试验活动的效率。哈工大提出了联合试验体系结构,并正在开发支持此体系结构的联合试验平台。本课题就是开发该平台中... 详细信息

联合试验凭借其分布式的试验环境、高效的整合机制,极大的提高了包括仿真试验、虚拟试验、装备体系结构试验在内的各类试验活动的效率。哈工大提出了联合试验体系结构,并正在开发支持此体系结构的联合试验平台。本课题就是开发该平台中的信息监控工具,包括任务运行监控软件和数据综合监测软件,实现对于整个平台的运行控制、状态监测及数据监测。该课题对于完善联合试验平台具有重要的意义。本课题首先对联合试验平台信息进行了综合分析,明确了各类信息的特点。在任务运行监控软件的设计与开发中,首先研究了任务运行监控方法,实现了分布式广域网下试验任务的状态监控及运行控制;其次研究了任务运行过程中的故障检测方法,实现了运行过程中对异常状态的捕获和恢复,提升了任务运行的可靠性;最后利用UML语言对任务运行监控软件进行了详细的设计,完成了软件开发及单元测试。任务运行监控软件实现了对整个试验任务的分布式部署、集中式控制,提高了联合试验平台的运行监控能力。在数据综合监测软件的设计与开发中,首先对中间件数据交互技术进行了研究;其次针对不能批量定义感兴趣数据,以及不能对信息出现的异常进行自动判别等问题,研究了基于感兴趣数据的数据监测方法;在以上研究基础上,利用UML语言对数据综合监测软件进行了详细的设计,完成了软件开发及单元测试。数据综合监测软件实现了任务运行过程中信息的即想即看即判别,解决了平台不具备对试验数据进行监测的问题,提高了联合试验平台的数据监测能力。最后搭建分布式测试环境,利用雷达制导导弹测试系统对信息监测工具的正确性进行验证,设计了验证方案,展示了验证过程。验证结果表明,开发的信息监控工具实现了对整个试验的数据监测、运行控制及状态监测,且与外部软件接口良好,界面友好,满足各项设计要求。

关键词：联合试验平台试验任务运行监控数据监测

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联合试验平台控制台与组件运行容器开发

联合试验平台控制台与组件运行容器开发

作者：张国英哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

哈尔滨工业大学提出的联合试验平台,采用组件化技术,通过将各种试验资源抽象为逻辑层的组件,实现资源间的互联互通互操作、资源重用及组合式应用,具有区域联合、无缝链接、动态扩展和高效集成能力,具备支持体系试验能力。控制台是联合... 详细信息

哈尔滨工业大学提出的联合试验平台,采用组件化技术,通过将各种试验资源抽象为逻辑层的组件,实现资源间的互联互通互操作、资源重用及组合式应用,具有区域联合、无缝链接、动态扩展和高效集成能力,具备支持体系试验能力。控制台是联合试验平台中运行监控的核心,实现联合试验系统的运行控制,以及对网络、试验资源和试验过程等的监视,本课题的目的是开发集任务分配、过程控制、资源调度、信息获取等功能于一体的联合试验平台控制台软件,以及用于承载试验资源组件运行的组件运行容器。通过课题的研究能够进一步提高联合试验的可靠性,提升联合试验平台的能力,扩展联合试验平台的应用领域。本文通过分析联合试验平台中需要监测的信息内容以及管理控制的内涵,提出了信息监测的方法,分别采用发送因特网控制报文、订购资源的应用管理对象和心跳查询的方式,实现对网络状态、组件资源状态和应用软件状态的监测管理;提出了多方案联合运行的管理与控制方法,基于TCP/IP通信协议,实现了对多试验任务的管理和控制;研究了组件资源集中管理与控制机制,基于组件接口规约,采用基于动态链接库调度的多任务系统管理方法,实现了对组件资源的集中管理与控制。基于上述研究方法,按照软件工程的要求,采用面向对象技术分别开发了联合试验平台控制台和组件运行容器软件。从软件需求入手,进行软件用例分析,分别对软件进行静态模型、动态模型、以及软件界面设计,完成了软件代码的编写,并对所开发的软件进行了单元测试,验证了软件功能满足需求。最后设计一个任务想定试验,基于该想定,设计了一个应用案例,并搭建了测试环境,综合验证所开发的软件在联合试验平台中的应用,验证结果表明,联合试验平台控制台及组件运行容器软件在联合试验平台中运行正常,界面友好,各项功能满足要求。

关键词：联合试验平台控制台组件运行容器信息监测组件管理

DDS-RPC通信机制研究及在联合试验平台中的应用

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DDS-RPC通信机制研究及在联合试验平台中的应用

作者：张天瀛哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

联合试验能够将分布在不同区域、不同专业特点的资源联合起来协同工作,形成跨地域、多专业的试验体系,并根据具体的产品试验目标构建联合试验系统,完成各类产品的试验任务。随着武器装备等试验对象复杂度的提高,联合试验系统呈现出大规... 详细信息

联合试验能够将分布在不同区域、不同专业特点的资源联合起来协同工作,形成跨地域、多专业的试验体系,并根据具体的产品试验目标构建联合试验系统,完成各类产品的试验任务。随着武器装备等试验对象复杂度的提高,联合试验系统呈现出大规模、分散控制、动态交互的特性,试验资源之间不仅需要支持多点交互的松耦合通信,也需要点对点的请求/应答式通信。在哈工大提出的联合试验平台中间件架构中,底层通信框架采用数据分发服务(DDS)实现了基于发布/订阅式的多点交互机制,尚缺乏对请求/应答机制的支持。本课题的目的是通过研究基于DDS的远程方法调用实现机制,实现资源之间的请求/应答式通信,提高联合试验平台在多种通信机制需求场景下的适应能力。具体内容如下:分析DDS规范的底层通信原理、DDS-RPC规范的概念模型和远程方法调用机制的实现过程;研究DDS-RPC规范中需要解决的服务定义与表示、服务映射、发现与匹配RPC服务、请求与应答关联等关键步骤及实现方法。在分析DDS-RPC规范的基础上,设计基于OpenDDS的DDS-RPC软件实现方法,完成支持远程方法调用的DDS-RPC软件功能实现;研究联合试验平台中间件通信机制,搭建基于DDS-RPC的联合试验平台远程方法调用框架;在以上软件实现的基础上,扩展联合试验平台中间件的对象管理服务,使用扩展后的对象模型和接口,实现联合试验平台中间件对于远程方法调用的支持。开发联合试验平台的中间件插件生成器,实现联合试验平台中间件插件的自动代码生成和编译过程,利用该插件生成工具生成中间件插件,该中间件插件可以实现在原有支持基于发布/订阅通信机制的基础上扩展对远程方法调用的支持。以本项研究结果为基础,搭建基于哈工大联合试验平台的分布式测试系统,验证中间件插件生成器生成中间件插件的自动代码生成和编译功能;以此为基础,将生成的中间件插件链接在联合试验平台中间件中,验证所搭建的分布式测试系统对于试验资源之间远程方法调用的支持。

关键词： DDS-RPC 联合试验平台对象模型中间件插件生成器

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基于联合试验平台的信息化TUA研制

基于联合试验平台的信息化TUA研制

作者：朱文炜哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

测试接口适配器(Test Unit Adapter,TUA)在自动测试设备中,是实现信号调理和资源分配的专用部件,一般与被测设备一一对应。该架构对于共享自动测试设备的仪器资源,降低系统综合测试成本具有重要的意义。但随着被测设备类型的增加,TUA数... 详细信息

测试接口适配器(Test Unit Adapter,TUA)在自动测试设备中,是实现信号调理和资源分配的专用部件,一般与被测设备一一对应。该架构对于共享自动测试设备的仪器资源,降低系统综合测试成本具有重要的意义。但随着被测设备类型的增加,TUA数量的急剧增加,导致自动测试系统规模膨胀,使用不便;另外自动测试设备配合TUA往往采用通用软件架构,对于信号实时交互的支持能力较弱,经常发生时序错误而导致测试失败。为解决时序问题,经常在TUA内部配置专用仪器。随着仪器资源的性能和功能密度大幅提高并且越来越廉价,在TUA内部嵌入部分仪器资源,将能使得TUA适应更大范围的信号,并且具备较强的软定义资源分配的能力。同时实现处理特殊时序、调理各类信号、有效分配资源的目标,大幅度提高TUA的通用性,进而压缩自动测试系统规模。在TUA内部嵌入测试计算机,可进一步提高TUA的自主能力,使TUA能够脱离自动测试设备对于被测设备进行简化测试,实现用小型化的设备快速检测被测设备,同时使之具备信息化能力。本课题研制了具有一定的自主测试能力的信息化TUA,制定了集成宽量程、端子可配置的通用测试资源,嵌入式测试计算机,航弹接口专用测试模块,VPC接口为一体的TUA设计方案,解决了TUA的通用化、特殊时序测试及小型化问题。开发了用于TUA集成的双路GJB1188A航弹接口的专用测试模块,该模块可以同时控制两路专用被测设备接口,完成相应测试工作。针对TUA的信息化要求,以TUA的核心测试能力为基础,抽象了一系列对象模型,并以这些对象模型为基础,开发了TUA的功能组件,该组件可以直接用于联合试验平台(H-JTP),实现远程操控TUA,及远程获取TUA信息。最后利用实验室现有资源,对新开发的航弹接口专用测试模块进行功能测试,并且对TUA组件的功能进行初步测试,实验结果表明,模块的性能符合预期的技术指标,TUA组件能够使TUA接入到联合试验平台。

关键词：自动测试系统测试接口适配器 GJB1188A 联合试验平台

多重短间隙灭弧装置设计及其工频续流遮断能力测试

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南方电网技术 2015年第7期9卷 57-62页

作者：李恒真陈道品王俊丰邱凌齐小军陈斯翔广东电网有限责任公司佛山供电局广东佛山528000 武汉水院电气有限责任公司武汉430073

基于灭弧栅熄灭大功率电弧的原理,采用多重串联短间隙灭弧方式设计了用于配网线路防雷的多重短间隙灭弧装置。根据IEC 60060-1—2010中关于续流遮断试验的要求,针对该灭弧装置的熄弧原理制订了工频续流遮断能力测试的试验方法,并设计与... 详细信息

基于灭弧栅熄灭大功率电弧的原理,采用多重串联短间隙灭弧方式设计了用于配网线路防雷的多重短间隙灭弧装置。根据IEC 60060-1—2010中关于续流遮断试验的要求,针对该灭弧装置的熄弧原理制订了工频续流遮断能力测试的试验方法,并设计与搭建了10 k V冲击回路与工频续流回路相结合的联合试验平台,利用该试验平台对多重串联短间隙灭弧装置的工频续流遮断能力进行了测试。试验结果表明,该灭弧装置在遭遇冲击电压击穿后能在续流过零点时刻切断工频电流,且其后不会随着工频电压的恢复再次发生击穿。

关键词：多重短间隙工频续流联合试验平台同步控制电弧重燃

维普期刊数据库

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联合任务环境基础模型构建技术研究

联合任务环境基础模型构建技术研究

作者：王龙哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

联合试验是评价武器装备联合作战能力的基本手段,能力试验是联合试验的主要目标之一。构建用于装备级、系统级及体系级的联合作战环境,是联合试验的基础工作。构建联合作战环境需要使用各种武器装备的抽象模型或具体型号模型,因此建立... 详细信息

联合试验是评价武器装备联合作战能力的基本手段,能力试验是联合试验的主要目标之一。构建用于装备级、系统级及体系级的联合作战环境,是联合试验的基础工作。构建联合作战环境需要使用各种武器装备的抽象模型或具体型号模型,因此建立覆盖所有武器装备类型的抽象模型集是构建联合试验体系的重要基础工作。同时,利用武器装备抽象模型构建的联合作战环境是战场环境的逻辑表达,但该联合作战环境并不能直接运行且得到试验结果,需要进一步据此构建可运行的联合试验系统/体系。以抽象模型集为基础建立的试验资源可使得战场环境的逻辑表达能够直接映射到联合试验系统/体系。因此,研究以武器装备抽象模型为基础的试验资源构建方法对于可运行联合作战环境的构建具有重要意义。本文所研究的联合试验基础模型构建技术为能力试验方法和联合试验平台之间提供公共的模型基础,将能力试验与联合试验平台联系在一起,可以对武器装备进行联合试验条件下的能力评价。本文的主要研究工作如下:汇总了用于作战或试验的各种武器装备,对其进行能力特征分析,建立了以海、陆、空、天、人及子系统为类型的分类平台,并将平台进一步分级,抽象提炼出武器装备的模型,并抽象了武器装备的基础行为模型。建立了基本可覆盖各种武器装备的抽象模型集——联合试验基础模型。将联合试验基础模型,与联合试验平台的对象模型相结合,开发了几个具有代表性的联合试验平台试验资源组件。开发的组件可作为构建的联合试验环境实际运行系统的试验资源。资源组件的开发方法是各类新的资源组件开发的重要参考。搭建了联合试验验证系统,利用基础模型在试验规划软件中构建联合作战环境,通过试验方案设计软件将联合作战环境转换成联合试验平台可识别的试验方案文件。在H-JTP平台上运行该试验方案文件,运行过程使用了本课题开发的组件。运行结果表明,联合试验基础模型可支持试验设计、试验环境构建及试验系统运行的一体化。

关键词：武器装备试验联合试验基础模型联合试验平台联合作战环境

用于舰船的电子信息系统运行状态监测设备研制

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用于舰船的电子信息系统运行状态监测设备研制

作者：马豪凡哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

现代大型舰船的电子信息系统由控制系统、通讯系统、作战指挥系统等组成,其电子信号类型多且复杂,为了保证舰船电子信息系统的正常运行,提高舰船的保障能力,需要独立于电子信息系统外的设备对其进行在线监测。综合舰船电子信息系统的特... 详细信息

现代大型舰船的电子信息系统由控制系统、通讯系统、作战指挥系统等组成,其电子信号类型多且复杂,为了保证舰船电子信息系统的正常运行,提高舰船的保障能力,需要独立于电子信息系统外的设备对其进行在线监测。综合舰船电子信息系统的特点,针对舰船上狭小空间和恶劣环境,研制一款能够监测舰船电子信息系统运行状态且适应舰船上环境的监测设备具有重要的应用价值。在对电子信息系统信号的监测设备国内外研究现状和发展方向进行详细的分析的基础上,根据用户需求,提出本设计的总体方案。设备硬件按功能化划为嵌入式计算机模块、复合仪器模块、复合通讯模块和电源模块。设备软件基于实验室联合试验平台开发,实现设备在舰船上对电子信息系统信号的监测。选用嵌入式计算机作为设备的主控单元,支持监测系统软件的运行。核心的复合仪器模块和复合通讯模块LAN接口实现外部通信,采用DSP+FPGA+功能单元的架构实现模块的功能,利用了高密度设计、端子复用设计、功能软件化等技术有效减小了模块体积,增强了模块的灵活性。在机箱设计上,采用一体化设计实现设备的小型化,以适应舰船狭小的空间;采用防溅式密封设计和三防处理设计,以适应舰船上恶劣环境条件。在软件方面,采用Labwindows/CVI开发了各功能模块的驱动程序,并利用联合试验平台的资源封装工具将各功能模块转换为联合试验体系的试验资源。开发了监测控制流程组件和监测信息分析组件。在联合试验平台的支持下,设计了监测过程控制和电子信息系统信息采集软件的可运行方案。最后,利用现有资源构建测试系统,对各模块的性能和系统软件平台进行了测试。测试结果表明,各模块的性能和软件平台达到预期要求。

关键词：舰船电子信息系统监测设备联合试验平台

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嵌入式系统自动化测试平台研制

嵌入式系统自动化测试平台研制

作者：李志浩哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

现如今,无处不在的嵌入式系统涵盖了国防、家庭、商用、医疗等众多领域,这些领域内大多数产品中都包含了一个或多个嵌入式系统,依靠单个嵌入式系统或多个嵌入式系统之间的合作去实现产品功能。利用嵌入式系统的硬件接口可将测试用例注... 详细信息

现如今,无处不在的嵌入式系统涵盖了国防、家庭、商用、医疗等众多领域,这些领域内大多数产品中都包含了一个或多个嵌入式系统,依靠单个嵌入式系统或多个嵌入式系统之间的合作去实现产品功能。利用嵌入式系统的硬件接口可将测试用例注入被测嵌入式系统,采用人工的方法对内部软件复杂、外部接口多样的大型分布式系统进行测试时,无法保证测试覆盖率,进而导致产品存在隐患,影响产品的正常工作;同时,由多个部件组成的复杂系统,单个测试节点无法对其每个环节进行完备的测试。针对上述问题,研制一种将测试用例通过硬件接口自动注入被测嵌入式系统,接收测试结果数据并进行分析的分布式嵌入式系统自动化测试平台具有重要意义。本课题来源于某科研项目,在对项目需求进行分析之后,本文提出了嵌入式系统自动化测试平台总体设计方案。该嵌入式系统自动化测试平台采用分布式架构,利用实验室自研的H-JTP(HIT Joint Test Platform)联合试验平台的综合集成能力,将本文开发的专用自动化测试组件、通用硬件接口组件与硬件物理接口板卡进行集成,形成分布式测试系统中的一个测试节点,能够将测试信号或状态信息注入被测嵌入式系统并接收返回的测试结果,对其进行评价与故障定位,实现对嵌入式系统的自动化测试。专用自动化测试组件部分由四个组件构成,主要完成依据需求自动生成测试用例,完成对被测嵌入式系统进行建模用以生成预期正确结果数据,完成对返回的真实结果数据与预期结果数据进行比对,完成产生测试结论并进行故障定位的功能。通用硬件接口组件部分主要完成对硬件板卡的参数配置与行为控制,使测试用例能够通过硬件接口注入被测嵌入式系统,测试结果数据也能够通过硬件接口进行接收。最后,使用H-JTP平台搭建了半实物仿真被测嵌入式系统,利用该被测系统对嵌入式系统自动化测试平台的各项功能进行了验证,平台各项功能均通过验证,符合预期设计要求。

关键词：嵌入式系统测试自动化测试分布式系统联合试验平台

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船用某型电源及惯导部件故障预测系统研制

船用某型电源及惯导部件故障预测系统研制

作者：李玥哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

船用电源及惯导部件是船舶在海上安全、可靠航行的重要保障,一旦发生故障很可能带来巨大的安全隐患。对船用电源及惯导部件进行故障预测,及早发现潜在故障,做到“视情维修”,对船舶航行的安全具有重要意义。本文以船用某型电源及惯导部... 详细信息

船用电源及惯导部件是船舶在海上安全、可靠航行的重要保障,一旦发生故障很可能带来巨大的安全隐患。对船用电源及惯导部件进行故障预测,及早发现潜在故障,做到“视情维修”,对船舶航行的安全具有重要意义。本文以船用某型电源及惯导部件为对象,围绕其故障预测技术,开展了包括故障模式分析、特征参数提取、状态评估、参数预测等技术的研究工作;并以此为基础构建了某船用电源及惯导部件的故障预测系统。主要研究内容如下:分析了船用电源的故障模式,针对电源早期故障难以被发现的问题,采用小波分析提取特征参数,利用隐马尔科夫模型(HMM)与KL距离相结合的方法进行状态评估,将变化微弱的早期电源状态特征转化为明显的KL距离,以发现电源早期退化趋势,实现电源的状态评估。当电源健康状态出现一定偏离,但没有发生故障时,应密切关注此时电源的未来状态,针对这类状态预测问题,提出了基于极限学习机(ELM)与HMM相结合的状态预测方法,实现对电源的状态预测。结合实际数据验证了方法有效性。分析了船用惯导系统中的陀螺仪的故障模式,提出将随机漂移数据作为故障特征参数。针对随机漂移数据的随机性、非线性、非平稳性、弱时变性特点,提出基于灰色相关向量机(AGO-RVM)的故障预测方法,提高随机漂移的预测精度。针对相关向量机(RVM)长期趋势预测精度差的问题,提出利用灰色关联分析对RVM模型进行动态更新,实现对随机漂移的长期趋势预测。结合实际数据验证了方法有效性。分析了船用电源及惯导部件故障预测系统的需求,提出了基于联合试验平台架构的故障预测系统总体方案。采用本文提出的状态评估方法、故障预测方法,开发了可运行于联合试验平台的针对船用某型电源及陀螺仪的数据采集组件、数据预处理组件、状态评估组件及故障预测组件。利用联合试验平台工具集成了船用某型电源及惯导部件故障预测系统,对相关的硬件设备进行选型,将故障预测系统运行于硬件平台上。在联合试验平台上构建测试方案,完成故障预测系统系统集成测试。利用本项目合作单位提供的数据完成了系统功能验证试验,验证结果验证了本文研制成果的有效性。

关键词：电源故障预测惯导部件故障预测联合试验平台故障预测系统