基于仿真的装备测试性预计方法技术

公开了一种基于仿真的装备测试性预计方法，该方法包括：通过分析装备结构进行装备的测试性建模，得到其多信号流图模型，以及相关性矩阵；通过Labview与Matlab混合编程的方法分析相关性矩阵给出装备的测试性指标，进行装备测试性指标验证，包括故障样品的分配、故障注入；在故障验证时通过TCP通讯向运行Java的仿真机发送故障指令给仿真机模块，在测试性验证时在Labview中通过TCP通讯向Anylogic中Agent发送故障注入指令；运用Anylogic进行装备部件Agent仿真，根据相应条件选取对应的验证方案，通过输入相应实际工程数据得到各模块的故障样本分配数，Agent完成相应的故障仿真。本申请通过对装备的测试性建模、测试性验证方案的确定以及智能体故障的仿真，使得装备测试性预计方法更加完善。

【技术实现步骤摘要】
基于仿真的装备测试性预计方法
本申请属于测试性
，具体涉及基于仿真的装备测试性预计方法。
技术介绍
目前，测试性是指“装备能及时准确地确定其状态(可工作、不可工作或性能下降)，并有效隔离其内部故障的一种设计特性”。是装备便于测试和诊断的重要设计特性，它已成为和可靠性、维修性同等重要的独立学科，开展测试性设计技术研究具有重要的学术价值和工程指导意义。是装备综合保障能力的一个方面，是由设计赋予装备的重要质量特性。目前，在复杂装备设计领域，测试性设计已经引起人们的普遍重视。良好的测试性设计不仅能有效地提高装备的可用性，而且能大大缩减装备的全寿命周期费用。在装备设计的早期阶段，系统级测试性指标的确定方法是进行系统测试性设计的基础。当系统出现故障后,由机内测试BIT进行检测，在一定的系统级指标故障检测率FDR、故障隔离率FIR下，系统检测出故障并将故障隔离到LRU级，经过修复后，系统再次正常工作。但故障有可能是由于BIT虚警造成的,经过检查、修复后，系统恢复正常。再判断该测试性指标在费用条件下是否满足可用度最大,若满足，则确定测试性指标，对于理论与实际应用均具有非常重大的研究价值。
技术实现思路
本申请提供基于仿真的装备测试性预计方法，可以实现提高装备的测试和保障能力。根据本申请的实施例，提供一种基于仿真的装备测试性预计方法，包括：进行装备的测试性建模，获取装备多信号流图模型，以及相关性矩阵；分析所述相关性矩阵获得装备的测试性指标，并分析隐含故障和伪故障，所述测试性指标包括故障检出率、故障隔离率、未能检出的故障、冗余测试组以及模糊组；在故障验证时向运行Java的仿真机发送故障指令给仿真机模块，在测试性验证时在Labview中通过TCP通讯向Anylogic中Agent发送故障注入指令；运用Anylogic进行装备部件agent仿真，通过输入相应实际工程数据得到装备各模块的故障样本分配数，完成相应的故障仿真。在上述基于仿真的装备测试性预计方法中，根据装备各部件的功能、构成和工作原理以及各部件之间的连接关系、信号流向，在装备结构功能框图的基础上叠加若干个单信号与测试点后得到所述多信号流图模型。在上述基于仿真的装备测试性预计方法中，在所述多信号流图模型的基础之上，以布尔矩阵的形式描述所述多信号流图模型中所有可能发生的故障与所有可用测试之间的相关关系，获得所述相关性矩阵。在上述的基于仿真的装备测试性预计方法中，所述测试性指标的确定方法如下：判断所述相关性矩阵是否存在全零行，若存在则所有全零行对应的故障模式为所述未能检出的故障，所述故障检出率为剩余能检出的故障模式与所有故障模式之比；删除全零行得到新矩阵，判断该新矩阵是否存在元素相同的列向量，若存在，则所述元素相同的列向量为所述冗余测试组；在所述新矩阵的基础上，再次判断是否存在元素相同的行向量，若存在，则所述元素相同的行向量所对应的故障模式为模糊组，并将相同的行向量全部除；若不存在，则计算故障隔离率，所述故障隔离率为所获得的最终矩阵的所有行向量所对应的故障模式与所有故障模式之比。在上述的基于仿真的装备测试性预计方法中，采用两台PC机，一台作为测试性平台机，另一台为所述仿真机，在故障验证时通过TCP通讯向运行Java的所述仿真机发送故障指令给所述仿真机模块，在测试性验证时在Labview中通过TCP通讯向Anylogic中Agent发送故障注入指令。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。图1示出了根据本申请实施例的多信号流程图。图2示出了根据本申请实施例的Labview利用TCP通讯与Anylogic连接的表达示意图。图3示出了根据本申请实施例的装备测试性预计与验证系统框图。具体实施方式本申请提供基于仿真的装备测试性预计方法，该方法包括以下步骤：首先，获得装备的多信号流图模型以及相关性矩阵；其次，利用Labview与Matlab混合编程分析相关性关系获得测试性指标；然后，利用TCP通讯，实现了Labview与Anylogic的通讯，使得可以从Labview通过TCP通讯向Anylogic中发送故障注入指令；最后，利用Anylogic仿真机，进行Agent仿真。智能体仿真，反映测试性验证是否符合要求。本申请的基于仿真的装备测试性预计方法可以适用于各种电子设备。下面将以雷达天线为例对本申请的所述方法进行详细说明。步骤1，确定雷达天线各部件的功能、构成和工作原理以及各部件之间的连接关系、信号流向，在雷达天线结构功能框图的基础上叠加若干个单信号与测试点后可得到其多信号模型，如图1所示。其中图1中测试点与测试之间的关系见下表1:表1测试点与测试之间的关系图在完成所述多信号流图模型的基础之上，以布尔矩阵的形式描述所述多信号流图模型中所有可能发生的故障与所有可用测试之间的相关关系，获得相关性矩阵。步骤2，分析所述相关性矩阵获得装备的测试性指标，并分析隐含故障和伪故障，所述测试性指标包括故障检出率、故障隔离率、未能检出的故障、冗余测试组以及模糊组。所述测试性指标的确定方法如下：步骤2.1，判断所述相关性矩阵是否存在全零行，若存在则所有全零行对应的故障模式为所述未能检出的故障，所述故障检出率为剩余能检出的故障模式与所有故障模式之比；步骤2.2，删除全零行得到新矩阵，判断该新矩阵是否存在元素相同的列向量，若存在，则所述元素相同的列向量为所述冗余测试组；步骤2.3，在所述新矩阵的基础上，再次判断是否存在元素相同的行向量，若存在，则所述元素相同的行向量所对应的故障模式为所述模糊组，并将相同的行向量全部除；若不存在，则计算故障隔离率，所述故障隔离率为所获得的最终矩阵的所有行向量所对应的故障模式与所有故障模式之比。在获得雷达天线的五个测试性指标后，继续分析隐含故障，分析伪故障。步骤3，采用两台PC机，一台作为测试性平台机，一台为仿真机，数据的存储运用txt文档，在故障验证时为了能够满足系统Labview与Java通讯，如图2所示通过TCP通讯向运行Java的仿真机发送故障指令给雷达天线仿真机模块，在测试性验证时在Labview中通过TCP通讯向Anylogic中Agent发送故障注入指令。步骤4，基于多Agent系统得测试性仿真分析与验证的故障模型，通过预先设定好的故障类型和故障发生的条件，将采集到的故障数据进行归一化处理，经化简后应用Anylogic进行故障的分类，且可通过颜色的变化来确定故障的类型。通过调用故障模型，模拟雷达天线部件真实运行情况，生成故障样本集。步骤5，运用Anylogic进行雷达天线部件Agent仿真，根据相应条件选取对应的验证方案，采用按比例分层抽样方法进行样本分配，首先分析试验产品结构层次和故障率，按故障相对发生频率把确定的样本量分给产品各组成单元，然后用同样方法再把组成单元的样本量分配给其组成部件，通过输入相应实际工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于仿真的装备测试性预计方法，其特征在于，包括：/n进行装备的测试性建模，获取装备多信号流图模型，以及相关性矩阵；/n分析所述相关性矩阵获得装备的测试性指标，并分析隐含故障和伪故障，所述测试性指标包括故障检出率、故障隔离率、未能检出的故障、冗余测试组以及模糊组；/n在故障验证时向运行Java的仿真机发送故障指令给仿真机模块，在测试性验证时在Labview中通过TCP通讯向Anylogic中Agent发送故障注入指令；/n运用Anylogic进行装备部件agent仿真，通过输入相应实际工程数据得到装备各模块的故障样本分配数，完成相应的故障仿真。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于仿真的装备测试性预计方法，其特征在于，包括：
进行装备的测试性建模，获取装备多信号流图模型，以及相关性矩阵；
分析所述相关性矩阵获得装备的测试性指标，并分析隐含故障和伪故障，所述测试性指标包括故障检出率、故障隔离率、未能检出的故障、冗余测试组以及模糊组；
在故障验证时向运行Java的仿真机发送故障指令给仿真机模块，在测试性验证时在Labview中通过TCP通讯向Anylogic中Agent发送故障注入指令；
运用Anylogic进行装备部件agent仿真，通过输入相应实际工程数据得到装备各模块的故障样本分配数，完成相应的故障仿真。


2.根据权利要求1所述的基于仿真的装备测试性预计方法，其特征在于，根据装备各部件的功能、构成和工作原理以及各部件之间的连接关系、信号流向，在装备结构功能框图的基础上叠加若干个单信号与测试点后得到所述多信号流图模型。


3.根据权利要求2所述的基于仿真的装备测试性预计方法，其特征在于，在所述多信号流图模型的基础之上，以布尔矩阵的形式描述所述多信号流图模型中所有可能发生的故障与所有可用测...

【专利技术属性】
技术研发人员：董正琼，袁顺，周向东，范宜艳，聂磊，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42