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产品可靠性设计分析软件PosVim

飞机飞行控制系统CMS测试性建模与分析

        

         1、测试性建模与分析基本知识

        测试性分析需要关注的两个最重要的要素是故障和测试。如果您想实现测试性分析,则必须明确地知道系统中具有多少故障与测试,故障和测试之间关系是怎样的,哪些故障能够被测试检测,哪些故障不能够被检测。而上述信息,一般通过构建系统的故障-测试间的相关性矩阵得到,这也是测试性模型的核心、关键,是进行测试性分析的前提与基础。

        构建出故障-测试间的相关性矩阵模型方法,主要包括诊断树、符号有向图、仿真、信号流、多信号流等。其中,多信号流方法较为常用。多信号流模型是在充分考虑测试性模型的基本要素与原理之后建立并发展起来的一种实用型模型,它是目前测试性建模方法中最常用也是最实用的方法。多信号流模型中定义了元件的各种故障,具有完全故障和功能故障两种形式,能够为模型中各个元件设置其影响的信号,可以设置每个测试点包含的测试以及每个测试能够检测的信号,在此基础上分析元件故障、信号与测试三者之间的关系,通过关系推导最后得到测试与故障之间的相关性矩阵,对故障与测试相关性矩阵进行测试性分析,能够得到系统的未检测故障、模糊组、冗余测试,继而可以对相关矩阵进行简化,得到简化后的相关矩阵并对它进行分析,最后计算出测试性指标(如故障检测率、故障隔离率等),从而实现测试性分析功能。

        PosVim的测试性建模与分析模块,采用分层、图形化拖拽方式建立测试性模型,且使用多信号流建模技术构建测试性模型。同时兼容多物理建模技术。通过构建测试性模型,进行测试性分析,传感器设计、测试点设计与优化,诊断策略分析与优化。PosVim软件提供相应的数据接口,可与Teams、EDA等软件兼容且导入导出模型数据

         2、PosVim的测试性建模与分析基本流程

        首先,建立“图形化建模”类的项目。

        建立了项目并打开项目之后,分层次绘制产品的测试性模型,描述产品由哪些模块组成,各模块之间有哪些接口等。

        分层建立了图形化测试性模型之后,即可进行测试性三要素配置,包括设置信号、设置故障模式、设置测试点及测试项目。

        配置完测试性三要素之后,即可进行测试性计算、分析,可计算分析得到相关性矩阵、D矩阵、故障检测率、故障隔离率、冗余测试、模糊组、未检测故障等分析结果。

        同时,依据相关性矩阵,软件自动生成诊断决策树,可以对诊断决策树进行深入分析。

        测试性建模分析流程

         3、飞行控制系统CMS的测试性建模与分析

         3.1、建立图形化测试性模型

         以飞机飞行控制系统CMS为例,详细介绍飞机飞行控制系统CMS的测试性建模、分析。

         假设该飞行控制系统分两层绘制其测试性模型。

        第一层绘制4个模块,分别是飞行管理系统cms、飞行控制系统、MCDU、起落架系统。如下图所示,拖拽方式绘制第一层即可。

        飞行控制系统的第一层测试性模型

        点击飞行管理系统CMS,然后进入第二层。在飞行管理系统CMS的下一层次,通过拖拽方式,创建包含IRS数据综合功能模块、无线电位置计算、导航数据库、位置滤波器、精密滤波器、导航精度监视等模块。并按照如下图所示,进行连接。

        飞行控制系统的第二层测试性模型

         3.2、设置信号

        分别进行各模块的信号设置,例如,点击第二层的“无线电位置计算”模块,在弹出的信息编辑界面,切换到信号标签页,设置信号。其他模块采用同样的设置方法设置。

        飞行控制系统的测试性模型信号设置

         3.3、设置故障模式

        点击第二层的“无线电位置计算”模块,在弹出的信息编辑界面,切换到故障模式标签页,点击设置故障模式图标添加一条故障模式。如下图所示。如果准备了FMEA分析数据,可以直接通过FMEA导入方式导入故障模式数据。

        飞行控制系统的测试性模型故障模式设置

         3.4、设置测试点

         测试点的放置根据系统实际的设计进行放置。例如,前面我们添加的“无线电位置计算”模块的故障,我们可以在“导航精度监视”模块的输出端进行测试。因此,我们拖拽一个测试点到“导航精度监视”模块旁边,然后双击该测试点。在弹出的测试设置界面,添加测试项目,并关联测试信号。这里选择前面添加的“无线电位置数据”信号。其他模块的测试采用类似方法进行操作。

        飞行控制系统的测试性模型的测试点及测试项目设置

         3.5、测试点及测试项目查看

        对于复杂系统来说,可能建立的模型层次较多。直接通过图形查看不方便。此时,可以用测试性模型的组成结构列表查看本项目创建的测试性模型,包含哪些模块、每个模块包含什么输入、输出端口、关联的信号、故障模式等信息。操作方法是点开绘图界面左边的测试性模型列表即可查看。如下图。

        飞行控制系统的测试性模型的测试性模型查看

        飞行控制系统的测试性模型的测试性模型查看

         3.6、测试性分析

        当把所有的测试点、测试项目都配置好以后,点击菜单栏上的测试性分析图标,进行计算。计算结果如下图所示。可以进行各种测试性分析结果的导出。PosVim软件的测试性模型及分析结果兼容TEAMS、EDA等软件,可进行导入导出。

        飞行控制系统的测试性分析结果

         3.7、诊断决策树生成及分析

        点击菜单栏上的测试性分析图标,可得到所有的测试性分析结果,包括诊断决策树。点击诊断树(图形)按钮,可查看诊断决策树,查看诊断步骤和逻辑判断结果。

        飞行控制系统的测试性分析结果(诊断决策树)

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