一种飞行控制系统余度管理算法的自动测试方法及装置与流程

1.本技术属于航空发动机温度测量技术领域，特别涉及一种飞行控制系统余度管理算法的自动测试方法及装置。


背景技术：

2.飞行控制系统通常采用余度设计，用可靠性不高的部(组)件，通过对多重配置系统的软硬件资源并进行有效余度管理策略，实现多余度信息的工作状态检测、故障隔离和故障申报等的功能，以解决多余度通道有效工作的各项处理，从而提高系统的任务完成率，降低系统的失效率，实现整个飞机完好性和出勤率的有效提升。
3.余度管理策略通常包括表决算法、监控算法(监控结果输出、通过时间门限和幅值门限可以得出监控结果)、故障综合与申报，故障恢复等，以往型号通过半物理仿真铁鸟试验环境进行测试，由人工手动输入测试用例，人工监控试验完成后记录，再通过绘制试验数据曲线查看余度管理功能实现结果是否正确，并且由于需求变更或软件实现与需求存在差异，需要对相同的试验内容进行多次回归测试，试验费时费力，无可重复执行性。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供了一种行控制系统余度管理算法的自动测试方法及装置，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
5.在第一方面，本技术的技术方案是：一种飞行控制系统余度管理算法的自动测试方法，所述自动测试方法包括：
6.获取余度输入信号中每个通道的通道值；
7.获取飞行控制系统在所述余度输入信号下的输出表决值；
8.比较所述余度输入信号每个通道的通道值在表决算法下的理想表决值与所述飞行控制系统的输出表决值，当所述输出表决值与所述理想表决值的差值在预定范围内，则判断所述飞行控制系统的余度表决算法正确，反之，则判断所述飞行控制系统的余度表决算法错误。
9.进一步的，还包括：
10.获取余度输入信号中每个通道的通道值及辅助判断参数；
11.获取飞行控制系统在所述余度输入信号及辅助判断参数下的监控值；
12.比较所述余度输入信号的通道值及辅助判断参数在故障监控算法下的理想监控值与飞行控制系统输出的监控值，当所述飞行控制系统输出的监控值与所述理想监控值相同时，判断所述飞行控制系统的故障监控算法正确，反之，则判断所述飞行控制系统的故障监控算法错误。
13.进一步的，还包括：
14.获取余度输入信号中每个通道的通道值，并使至少任一通道内形成阶跃超差；
15.获取飞行控制系统在至少任一通道内形成阶跃超差的余度输入信号的通道值下
的输出通道值和输出表决值；
16.判断飞行控制系统输出的通道值与表决值的变化时间，如两时间差在规定误差允许范围内，则判断飞行控制系统的监控时间门限正确，反之，则判断飞行控制系统的监控时间门限错误。
17.进一步的，还包括：
18.获取余度输入信号中每个通道的通道值，且使通道值间的差值接近幅值门限且不超差；
19.获取飞行控制系统在通道值间的差值接近幅值门限且不超差的余度输入信号下的第一监控幅值，所述第一监控幅值为正常；
20.使余度输入信号的通道值间的差值超过幅值门限；
21.获取飞行控制系统在通道值间的差值略超过幅值门限的余度输入信号下的第二监控幅值；
22.当飞行控制系统输出超差的通道监控故障，同时飞行控制系统输出的第二监控幅值门限在所述接近幅值门限值和所述略超过幅值门限值之间，则判断飞行管理系统的监控幅值门限算法正确，反之，则判断飞行管理系统的监控幅值门限算法错误。
23.进一步的，还包括：
24.获取余度输入信号中每个通道的通道值，并使至少一个通道内发生预定的故障类型；
25.当飞行控制系统申报预定的故障类型后，使发生预定故障类型的通道恢复正常；
26.获取飞行管理系统在通道恢复正常的余度输入信号下的输出监控值；
27.若所述飞行管理系统的输出监控值恢复正常，则判断飞行管理系统的故障恢复算法正确，反之，则判断飞行管理系统的故障恢复算法错误。
28.在第二方面，本技术提供的技术方案是：一种飞行控制系统余度管理算法的自动测试装置，所述自动测试装置包括监控表决算法判断模块，所述监控表决算法判断模块执行如下步骤：
29.获取余度输入信号中每个通道的通道值；
30.获取飞行控制系统在所述余度输入信号下的输出表决值；
31.比较所述余度输入信号每个通道的通道值在表决算法下的理想表决值与所述飞行控制系统的输出表决值，当所述输出表决值与所述理想表决值的差值在预定范围内，则判断所述飞行控制系统的余度表决算法正确，反之，则判断所述飞行控制系统的余度表决算法错误。
32.进一步的，还包括故障监控算法判断模块，所述故障监控算法判断模块执行如下步骤：
33.获取余度输入信号中每个通道的通道值及辅助判断参数；
34.获取飞行控制系统在所述余度输入信号及辅助判断参数下的监控值；
35.比较所述余度输入信号的通道值及辅助判断参数在故障监控算法下的理想监控值与飞行控制系统输出的监控值，当所述飞行控制系统输出的监控值与所述理想监控值相同时，判断所述飞行控制系统的故障监控算法正确，反之，则判断所述飞行控制系统的故障监控算法错误。
36.进一步的，还包括时间门限算法判断模块，所述时间门限算法判断模块执行如下步骤：
37.获取余度输入信号中每个通道的通道值，并使至少任一通道内形成阶跃超差；
38.获取飞行控制系统在至少任一通道内形成阶跃超差的余度输入信号的通道值下的输出通道值和输出表决值；
39.判断飞行控制系统输出的通道值与表决值的变化时间，如两时间差在规定误差允许范围内，则判断飞行控制系统的监控时间门限正确，反之，则判断飞行控制系统的监控时间门限错误。
40.进一步的，还包括幅值门限算法判断模块，所述幅值门限算法判断模块执行如下步骤：
41.获取余度输入信号中每个通道的通道值，且使通道值间的差值接近幅值门限且不超差；
42.获取飞行控制系统在通道值间的差值接近幅值门限且不超差的余度输入信号下的第一监控幅值，所述第一监控幅值为正常；
43.使余度输入信号的通道值间的差值超过幅值门限；
44.获取飞行控制系统在通道值间的差值略超过幅值门限的余度输入信号下的第二监控幅值；
45.当飞行控制系统输出超差的通道监控故障，同时飞行控制系统输出的第二监控幅值门限在所述接近幅值门限值和所述略超过幅值门限值之间，则判断飞行管理系统的监控幅值门限算法正确，反之，则判断飞行管理系统的监控幅值门限算法错误。
46.进一步的，还包括故障恢复算法判断模块，所述故障恢复算法判断模块执行如下步骤：
47.获取余度输入信号中每个通道的通道值，并使至少一个通道内发生预定的故障类型；
48.当飞行控制系统申报预定的故障类型后，使发生预定故障类型的通道恢复正常；
49.获取飞行管理系统在通道恢复正常的余度输入信号下的输出监控值；
50.若所述飞行管理系统的输出监控值恢复正常，则判断飞行管理系统的故障恢复算法正确，反之，则判断飞行管理系统的故障恢复算法错误。
51.本技术所提供的自动测试方法及装置，可实现以下优点：
52.1)自动测试的方法与手动测试原理和方法相同，保证测试方法的正确性，通过设置的余度输入数据，可以在极短的时间内以不同的需求变化，充分测试监控算法对故障瞬态的响应是否正确；
53.2)以往型号铁鸟试验采用手动测试方式，从输入数据设置到输出数据记录，再通过人工方式分析结果是否正确，一条测试用例完成需要几分钟，而自动测试仅需要几百毫米，全部余度管理试验需要一到两周的时间，而自动测试仅需要几个小时即可完成；
54.3)手动测试方式每一步均需人工手动完成，而自动测试只需选择测试用例后点击开始测试即可一键自动执行并弹出测试结果，方便快捷；
55.4)手动测试方法可重复性差，软件更改后再次试验验证，或者对不同计算机进行相同的测试时，原有的手动工作又需要重新人工执行一遍，费时费力，还不能保证多次人工
设置的状态完全一致；自动测试方法可重复性强，无论执行多少次测试均能保证状态一致，测试次数越多越节约人力和时间。
附图说明
56.为了更清楚地说明本技术提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本技术的一些实施例。
57.图1为本技术的自动测试方法总体示意图。
58.图2为本技术的自动测试装置组成示意图。
具体实施方式
59.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
60.本发明提出的飞行控制系统余度管理算法的自动测试方法，主要包括对余度管理算法中的监控表决算法是否正确、故障监控/申报算法是否正确、监控的时间门限算法是否正确、监控的幅值门值算法是否正确以及故障恢复算法是否正确，从而实现对飞行控制系统中飞管计算机的余度信号的输入和输出信息自动进行读写，完成余度管理功能的测试
61.具体的，如图1所示，自动测试方法包括：
62.一、监控表决算法
63.获取余度输入信号中每个通道的通道值，读取飞管计算机输出的表决值，并进行比较，结果在允许的误差范围内，则判断监控表决算法正确，否则判断监控表决算法错误。
64.在飞机控制中很多参数都是通过余度进行管理，例如飞机迎角的输出过程，首先通过设置在飞机机头两侧的迎角传感器获得迎角通道值，之后通过对两通道值进行表决以得到迎角的表决值，从而实现迎角数据的使用。
65.例如，一余度输入信号内的通道迎角值为10
°
、另一通道迎角值为12
°
，而表决算法为(x1、x2为通道值)，若飞管计算机表决后的迎角值为11
°
，与表决算法的期望值11
°±
0.1
°
相比较，落于允许的范围内，因此判断迎角的表决算法正确；若飞管计算机表决后的迎角值为表决后的迎角值为11.5
°
，其不属于允许的范围内，则判断飞管计算机内迎角的表决算法错误。
66.二、故障监控算法
67.获取余度输入信号中每个通道的通道值和其他辅助输入参数(辅助输入参数例如可以是起落架收起信号、表速信号)，读取飞管计算机在上述余度输入信号下输出的监控结果，将该监控结果与期望值进行比较，若输出的监控结果与期望值相同或一致，则判断监控结果及故障监控算法正确，否则判断监控结果、故障监控算法错误。
68.例如在上述判断过程中，余度输入信号中一个通道发生故障、另一通道正常，此外期望值，通过故障监控算法通过辅助参数应能判断出上述结果。当飞管计算机在上述余度输入信号及辅助参数下准确判断出了一个通道发生故障、另一通道正常，其与期望值一致，则飞管计算机内的故障监控算法正确，反之则错误。
69.三、时间门限算法
70.获取余度输入信号的通道值，并设置一个或两个通道以大阶越的形式超差，读取飞管计算机在上述余度输入信号下输出的通道值和表决值，记录飞管计算机通道值发生变化与表决值变化的时间，时间差在规定误差允许范围内判断监控时间门限正确，否则判断监控时间门限错误。
71.四、幅值门限算法
72.获取余度输入信号的通道值，先设置通道值间的差值接近幅值门限且不超差；
73.读取计算机输出的监控结果应为正常，然后设置通道超差且通道值间差值略超过幅值门限；
74.再次读取计算机输出的监控结果应输出超差的通道监控故障，如果输出结果与期望一致，说明监控幅值门限在设置的接近幅值门限值和略超过幅值门限值之间，判断监控幅值门限正确，否则判断监控幅值门限错误；
75.五、故障恢复算法
76.获取余度输入信号的通道值，并使通道值的测试数据设置相应的故障类型，飞管计算机申报故障后再将余度输入信号的测试数据设置正常，读取飞管计算机输出的相应监控结果是否恢复正常，若正常，则测试故障恢复算法的正确，反之则错误；之后，发送故障恢复指令，读取飞管计算机输出的相应监控结果是否恢复正常，若恢复正常，则人工故障恢复算法正确，反之则错误。
77.另外如图2所示，本技术中还提供了一种飞行控制系统余度管理算法的自动测试装置，所述自动测试装置包括监控表决算法判断模块101，所述监控表决算法判断模块101执行如下步骤：
78.获取余度输入信号中每个通道的通道值；
79.获取飞行控制系统在所述余度输入信号下的输出表决值；
80.比较所述余度输入信号每个通道的通道值在表决算法下的理想表决值与所述飞行控制系统的输出表决值，当所述输出表决值与所述理想表决值的差值在预定范围内，则判断所述飞行控制系统的余度表决算法正确，反之，则判断所述飞行控制系统的余度表决算法错误。
81.进一步的，还包括故障监控算法判断模块102，所述故障监控算法判断模块102执行如下步骤：
82.获取余度输入信号中每个通道的通道值及辅助判断参数；
83.获取飞行控制系统在所述余度输入信号及辅助判断参数下的监控值；
84.比较所述余度输入信号的通道值及辅助判断参数在故障监控算法下的理想监控值与飞行控制系统输出的监控值，当所述飞行控制系统输出的监控值与所述理想监控值相同时，判断所述飞行控制系统的故障监控算法正确，反之，则判断所述飞行控制系统的故障监控算法错误。
85.进一步的，还包括时间门限算法判断模块103，所述时间门限算法判断模块103执行如下步骤：
86.获取余度输入信号中每个通道的通道值，并使至少任一通道内形成阶跃超差；
87.获取飞行控制系统在至少任一通道内形成阶跃超差的余度输入信号的通道值下的输出通道值和输出表决值；
88.判断飞行控制系统输出的通道值与表决值的变化时间，如两时间差在规定误差允许范围内，则判断飞行控制系统的监控时间门限正确，反之，则判断飞行控制系统的监控时间门限错误。
89.进一步的，还包括幅值门限算法判断模块104，所述幅值门限算法判断模块104执行如下步骤：
90.获取余度输入信号中每个通道的通道值，且使通道值间的差值接近幅值门限且不超差；
91.获取飞行控制系统在通道值间的差值接近幅值门限且不超差的余度输入信号下的第一监控幅值，所述第一监控幅值为正常；
92.使余度输入信号的通道值间的差值超过幅值门限；
93.获取飞行控制系统在通道值间的差值略超过幅值门限的余度输入信号下的第二监控幅值；
94.当飞行控制系统输出超差的通道监控故障，同时飞行控制系统输出的第二监控幅值门限在所述接近幅值门限值和所述略超过幅值门限值之间，则判断飞行管理系统的监控幅值门限算法正确，反之，则判断飞行管理系统的监控幅值门限算法错误。
95.进一步的，还包括故障恢复算法判断模块105，所述故障恢复算法判断模块105执行如下步骤：
96.获取余度输入信号中每个通道的通道值，并使至少一个通道内发生预定的故障类型；
97.当飞行控制系统申报预定的故障类型后，使发生预定故障类型的通道恢复正常；
98.获取飞行管理系统在通道恢复正常的余度输入信号下的输出监控值；
99.若所述飞行管理系统的输出监控值恢复正常，则判断飞行管理系统的故障恢复算法正确，反之，则判断飞行管理系统的故障恢复算法错误。
100.此外，本技术中还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：处理器；存储器；以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述所述的飞行控制系统余度管理算法的自动测试方法的步骤。
101.最后，本技术中还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的飞行控制系统余度管理算法的自动测试方法的步骤。
102.本发明所提供的自动测试方法及装置，具有以下优点：
103.1)与手动测试原理和方法相同，保证测试方法的正确性，通过自动测试方法可以设置输入数据在极短的时间内以不同的需求变化，充分测试监控算法对故障瞬态的响应是否正确；
104.2)以往型号铁鸟试验采用手动测试方式，从输入数据设置到输出数据记录，再通过人工方式分析结果是否正确，一条测试用例完成需要几分钟，而自动测试仅需要几百毫米，全部余度管理试验需要一到两周的时间，而自动测试仅需要几个小时即可完成；
105.以往型号铁鸟试验手动测试时由于受人的反应时间限制，手动设置数据两次变化的时间通常在秒级以上，通过自动测试方法可以设置输入数据在极短的时间内以不同的需求变化，可以精确设置各种故障瞬态情况，充分测试监控算法对故障瞬态的响应是否正确。
106.3)手动测试方式每一步均需人工手动完成，而自动测试只需选择测试用例后点击开始测试即可一键自动执行并弹出测试结果，方便快捷；
107.4)手动测试方法可重复性差，软件更改后再次试验验证，或者对不同计算机进行相同的测试时，原有的手动工作又需要重新人工执行一遍，费时费力，还不能保证多次人工设置的状态完全一致；自动测试方法可重复性强，无论执行多少次测试均能保证状态一致，测试次数越多越节约人力和时间。
108.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。