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星载控制软件通用测试平台的研究与设计

作 者: 王振华
导 师: 赵春霞; 陈朝晖
学 校: 南京理工大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 星载控制软件?软件测试?通用化测试平台?测试用例描述?自动测试
分类号: TP311.53
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 6次
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内容摘要


随着中国航天的快速发展,尤其是卫星控制向深空探测、交会对接等领域的扩展,导致星载控制软件的规模越来越大、复杂度越来越高。此外,卫星研制模式由单件定制和试验性生产,向小批量和批量化生产模式转变。这些变化使得传统面向单一软件配置项的专用星载控制软件测试环境在测试性能、研制效率、开发周期、综合复用等方面逐渐难以适应新形势的要求。因此,通过对测试环境的通用化和自动化设计,提升测试环境的测试能力和开发能力,具有重要意义。本文对星载控制软件测试环境通用化进行了研究,在此基础上研究了航天星载软件测试用例描述和测试执行自动化的方法,并进一步开展了测试环境的设计工作。在星载控制软件通用化测试平台方面,借鉴国内外先进经验,提出了通用平台分层模型,在各层内部实现功能的高内聚,使测试平台每层的功能相对独立;在各层之间实现测试数据的低耦合,使各层之间的数据传输规范化,便于“即插即用”。通过动力学对姿态和轨道控制的数学模拟,对敏感器、执行机构的半实物仿真,对遥控遥测等外围环境的实现,全面提升闭环测试能力。在自动测试方面,设计了测试用例描述方案以及自动执行方法。通过借鉴国内外先进的测试描述语言的思路,设计了适于航天星载控制软件的自然语言描述方法,能够被所设计的自动测试执行系统识别,通过变量映射和数据解析自动地转换为计算机可识别的测试脚本。所设计的自动测试系统具备顺序执行测试以及事件触发执行测试的功能,能够对测试结果进行判读并生成测试报告。本文给出基于上述设计的通用平台实例和具体应用,阐述了该测试平台的实际使用情况,并与其它平台进行了比较。

全文目录


摘要??3-4
Abstract??4-10
1 绪论??10-19
??1.1 课题背景??10-11
??1.2 课题研究的意义??11-12
??1.3 国内外研究现状及分析??12-17
????1.3.1 国外研究情况??13-15
????1.3.2 国内研究情况??15-16
????1.3.3 存在的问题??16-17
??1.4 论文主要研究内容??17-18
??1.5 论文组织结构??18-19
2 星载控制软件通用自动测试平台技术??19-31
??2.1 星载控制软件通用测试平台的特征与方案选择??19-22
????2.1.1 半物理实时闭环测试的基本概念??19
????2.1.2 面向星载控制软件测试环境的基本组成??19-20
????2.1.3 半物理环境方案的选择??20-21
????2.1.4 敏感器和执行机构的模拟方式??21-22
??2.2 通用测试平台主要研究内容和技术难点??22-25
????2.2.1 硬件接口技术??22-23
????2.2.2 测试平台总线技术??23-24
????2.2.3 测试平台动力学仿真计算机使用的操作系统??24-25
??2.3 自动测试核心技术和技术难点??25-29
????2.3.1 测试用例描述/自动测试语言??26-27
????2.3.2 测试描述的技术参考??27-29
????2.3.3 测试自动执行引擎的技术要求??29
??2.4 本章小结??29-31
3 星载控制软件通用测试平台综合设计??31-56
??3.1 星载控制软件测试平台概述??31-32
????3.1.1 星载控制系统概述??31-32
????3.1.2 星载控制软件传统测试平台??32
??3.2 通用测试平台设计??32-36
????3.2.1 通用测试平台设计原则??33-34
????3.2.2 通用测试平台框架设计??34-36
??3.3 通用测试平台详细设计??36-50
????3.3.1 测试应用层设计??36-42
????3.3.2 驱动控制层设计??42-45
????3.3.3 设备适配层设计??45-48
????3.3.4 电气链路层设计??48-50
??3.4 通用平台测试处理示例??50-55
????3.4.1 陀螺的模拟处理??51-53
????3.4.2 误差拟合处理??53-55
??3.5 本章小结??55-56
4 测试用例描述与测试自动执行综合设计??56-81
??4.1 测试自动化分析与设计??56-59
????4.1.1 自动测试与通用平台的关系??57-58
????4.1.2 测试行为自然语言描述规范化设计原则??58
????4.1.3 测试行为描述的设计目的??58-59
????4.1.4 测试自动执行设计??59
??4.2 测试用例描述的数学模型??59-63
????4.2.1 语法设计??59-60
????4.2.2 语义模型??60-63
??4.3 测试用例描述的具体设计??63-68
????4.3.1 数据约束描述??63
????4.3.2 脚本流程约束??63-65
????4.3.3 预期结果判定??65-66
????4.3.4 可执行用例描述示例??66-68
??4.4 测试自动执行的详细设计??68-77
????4.4.1 测试自动执行设计??69-70
????4.4.2 自动执行监控线程设计??70-71
????4.4.3 遥控指令发送线程设计??71-72
????4.4.4 执行控制线程设计??72-74
????4.4.5 比对线程设计??74-76
????4.4.6 现有用例复用方法??76-77
??4.5 测试行为描述的覆盖性分析??77-80
????4.5.1 数据约束覆盖性分析??77-79
????4.5.2 脚本流程覆盖性分析??79-80
??4.6 本章小结??80-81
5 星载控制软件通用测试平台应用??81-87
??5.1 星载控制软件通用测试平台架构??81-82
??5.2 用例编辑与测试自动执行环境??82-85
????5.2.1 自然语言描述测试脚本编辑??82-83
????5.2.2 测试用例自动执行??83-85
??5.3 通用测试平台闭环测试的具体应用??85-86
??5.4 本章小结??86-87
6 总结与展望??87-89
??6.1 本文主要工作总结??87
??6.2 进一步工作展望??87-89
致谢??89-90
参考文献??90-93
附录??93-94

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件维护
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