Verifikasi otomatis syarat spesifikasi teknis sajrone model dinamis

Terus tema "Apa bukti sampeyan?", ayo kang katon ing masalah modeling matématika saka sisih liyane. Sawise kita yakin manawa model kasebut cocog karo bebener urip ing omah, kita bisa mangsuli pitakon utama: "apa persis, apa sing ana ing kene?" Nalika nggawe model obyek teknis, biasane kita pengin mesthekake yen obyek iki bakal ketemu pangarepan kita. Kanggo tujuan iki, petungan dinamis proses ditindakake lan asil dibandhingake karo syarat. Iki minangka kembar digital, prototipe virtual, lsp. wong lanang cilik modis sing, ing tataran desain, ngatasi masalah carane nggawe manawa kita njaluk apa kita ngrancang.

Kepiye carane kita bisa kanthi cepet mesthekake yen sistem kita persis apa sing kita rancang, bakal desain kita mabur utawa ngambang? Lan yen mabur, carane dhuwur? Lan yen ngambang, sepira jerone?

Artikel iki mbahas otomatisasi verifikasi kepatuhan karo syarat bangunan teknis nalika nggawe model dinamis sistem teknis. Minangka conto, ayo goleki unsur spesifikasi teknis kanggo sistem pendingin udara pesawat.

Kita nimbang syarat-syarat kasebut sing bisa ditulis kanthi numerik lan diverifikasi kanthi matematis adhedhasar model pitungan tartamtu. Cetha yen iki mung minangka bagean saka syarat umum kanggo sistem teknis apa wae, nanging nalika mriksa manawa kita nglampahi wektu, saraf lan dhuwit kanggo nggawe model dinamis obyek kasebut.

Nalika njlentrehake syarat teknis ing wangun dokumen, sawetara jinis syarat sing beda-beda bisa dibedakake, saben-saben mbutuhake pendekatan sing beda kanggo pambentukan verifikasi otomatis pemenuhan syarat.

Contone, nimbang syarat sing cilik nanging nyata iki:

1. Suhu udara atmosfer ing lawang menyang sistem perawatan banyu:
   ing papan parkir - saka minus 35 nganti 35 ºС,
   ing pesawat - saka minus 35 kanggo 39 ºС.
2. Tekanan statis udara atmosfer ing penerbangan yaiku saka 700 nganti 1013 GPa (saka 526 nganti 760 mm Hg).
3. Tekanan udara total ing lawang mlebu asupan udara SVO ing penerbangan yaiku saka 754 nganti 1200 GPa (saka 566 nganti 1050 mm Hg).
4. Suhu hawa adhem:
   ing papan parkir - ora luwih saka 27 ºС, kanggo blok teknis - ora luwih saka 29 ºС,
   ing pesawat - ora luwih saka 25 ºС, kanggo pamblokiran technical - ora luwih saka 27 ºС.
5. Aliran udara pendinginan:
   nalika diparkir - paling sethithik 708 kg / jam,
   ing pesawat - ora kurang saka 660 kg / h.
6. Suhu udhara ing kompartemen instrumen ora luwih saka 60 ºС.
7. Jumlah kelembapan bebas sing apik ing hawa sing adhem ora luwih saka 2 g / kg hawa garing.

Malah ing syarat-syarat sing winates iki, paling ora ana rong kategori sing kudu ditangani kanthi beda ing sistem kasebut:

• syarat kanggo kondisi operasi sistem (klausa 1-3);
• syarat parametrik kanggo sistem (klausa 3-7).

Persyaratan kondisi operasi sistem
Kondisi eksternal kanggo sistem sing dikembangake sajrone pemodelan bisa ditemtokake minangka kondisi wates utawa minangka asil saka operasi sistem umum.
Ing simulasi dinamis, perlu kanggo mesthekake yen kondisi operasi sing ditemtokake wis dijamin dening proses simulasi.

Persyaratan sistem parametrik
Persyaratan kasebut minangka paramèter sing diwenehake dening sistem kasebut dhewe. Sajrone proses pemodelan, kita bisa entuk paramèter kasebut minangka asil pitungan lan priksa manawa syarat-syarat kasebut ditemoni ing saben pitungan tartamtu.

Identifikasi syarat lan coding

Kanggo gampang nggarap syarat, standar sing ana nyaranake menehi pengenal kanggo saben syarat. Nalika nemtokake pengenal, luwih becik nggunakake sistem kodhe sing digabung.

Kode syarat bisa mung nomer sing nuduhake nomer urutan saka syarat, utawa bisa ngemot kode kanggo jinis syarat, kode kanggo sistem utawa unit sing ditrapake, kode parameter, kode lokasi, lan apa wae sing bisa dibayangake dening insinyur. (ndeleng artikel kanggo nggunakake enkoding)

Tabel 1 nyedhiyakake conto prasaja saka syarat coding.

1. kode sumber syarat R-syarat TK;
2. jinis kode syarat E - syarat - paramèter lingkungan, utawa kondisi operasi
   S - syarat sing diwenehake dening sistem;
3. kode status pesawat 0 - sembarang, G - diparkir, F - ing pesawat;
4. kode jinis parameter fisik T - suhu, P - tekanan, G - laju aliran, kelembapan H;
5. nomer serial saka requirement.

ID syarat	Description	Parameter
REGT01	Suhu udara sekitar ing lawang menyang sistem pendinginan banyu: ing papan parkir - saka minus 35ºС. iki 35ºС.
REFT01	Suhu udara atmosfer ing lawang menyang sistem pertahanan udara: ing penerbangan - saka minus 35 ºС nganti 39 ºС.
REFP01	Tekanan udara statis ing pesawat yaiku saka 700 nganti 1013 hPa (saka 526 nganti 760 mm Hg).
REFP02	Tekanan udara total ing lawang mlebu asupan udara SVO sajrone penerbangan yaiku saka 754 nganti 1200 hPa (saka 566 nganti 1050 mm Hg).
RSGT01	Suhu hawa adhem: nalika diparkir ora luwih saka 27 ºС
RSGT02	Suhu hawa adhem: ing papan parkir, kanggo unit teknis ora luwih saka 29 ºС
RSFT01	Suhu hawa adhem ing penerbangan ora luwih saka 25 ºС
RSFT02	Suhu hawa adhem: ing pesawat, kanggo unit teknis ora luwih saka 27 ºС
RSGG01	Aliran udara sing adhem: nalika diparkir ora kurang saka 708 kg / jam
RSFG01	Aliran udara sing adhem: ing penerbangan ora kurang saka 660 kg / jam
RS0T01	Suhu udara ing kompartemen instrumen ora luwih saka 60 ºС
RSH01	Jumlah kelembapan bebas sing apik ing hawa sing adhem ora luwih saka 2 g / kg hawa garing

Desain sistem verifikasi syarat.

Kanggo saben syarat desain ana algoritma kanggo netepake korespondensi paramèter desain lan paramèter sing ditemtokake ing syarat kasebut. Umumé, sistem kontrol apa wae mesthi ngemot algoritma kanggo mriksa syarat kanthi standar. Lan malah sembarang regulator ngandhut. Yen suhu ngluwihi wates, AC bakal urip. Mangkono, tataran pisanan saka peraturan apa wae yaiku mriksa apa paramèter kasebut cocog karo syarat kasebut.

Lan amarga verifikasi minangka algoritma, mula kita bisa nggunakake alat lan alat sing padha sing digunakake kanggo nggawe program kontrol. Contone, lingkungan SimInTech ngidini sampeyan nggawe paket proyek sing ngemot macem-macem bagean saka model, dieksekusi ing wangun proyek kapisah (model obyek, model sistem kontrol, model lingkungan, etc.).

Proyek verifikasi syarat ing kasus iki dadi proyek algoritma sing padha lan disambungake menyang paket model. Lan ing mode modeling dinamis nindakake analisis kanggo selaras karo syarat specifications technical.

Conto kemungkinan desain sistem ditampilake ing Gambar 1.

Gambar 1. Tuladha rancangan proyek verifikasi.

Kaya kanggo algoritma kontrol, syarat bisa digambar minangka set sheet. Kanggo penak nggarap algoritma ing lingkungan modeling struktural kayata SimInTech, Simulink, AmeSim, kemampuan kanggo nggawe struktur multi-level ing wangun submodels digunakake. Organisasi iki ndadekake iku bisa kanggo klompok macem-macem syarat menyang set kanggo menakake karya karo Uploaded saka syarat, minangka rampung kanggo kalkulus kontrol (ndeleng Fig. 2).

Gambar 2. Struktur hirarki model verifikasi syarat.

Contone, ing kasus sing dianggep, rong klompok dibedakake: syarat kanggo lingkungan lan syarat langsung kanggo sistem. Mulane, struktur data rong tingkat digunakake: rong klompok, sing saben minangka godhong saka algoritma.

Kanggo nyambungake data menyang model, skema standar kanggo ngasilake basis data sinyal digunakake, sing nyimpen data kanggo ijol-ijolan antarane bagean proyek.

Nalika nggawe lan nguji piranti lunak, maca sensor (analog saka sensor sistem nyata) sing digunakake dening sistem kontrol diselehake ing database iki.
Kanggo proyek uji coba, paramèter apa wae sing diwilang ing model dinamis bisa disimpen ing basis data sing padha lan digunakake kanggo mriksa manawa syarat kasebut dipenuhi.

Ing kasus iki, model dinamis dhewe bisa dieksekusi ing sembarang sistem modeling matematika utawa malah ing wangun program eksekusi. Siji-sijine syarat yaiku anané antarmuka piranti lunak kanggo nerbitake data model menyang lingkungan eksternal.

Gambar 3. Nyambungake proyek verifikasi menyang model kompleks.

Conto lembar verifikasi syarat dhasar ditampilake ing Gambar 4. Saka sudut pandang pangembang, iku diagram pitungan konvensional sing algoritma verifikasi syarat ditampilake kanthi grafis.

Gambar 4. Lembar priksa syarat.

Bagean utama saka sheet mriksa diterangake ing Figure 5. Algoritma mriksa kawangun padha kanggo diagram desain saka algoritma kontrol. Ing sisih tengen ana blok kanggo maca sinyal saka database. Blok iki ngakses database sinyal sajrone simulasi.

Sinyal sing ditampa dianalisis kanggo ngetung syarat verifikasi syarat. Ing kasus iki, analisis ketinggian ditindakake kanggo nemtokake posisi pesawat (apa sing diparkir utawa ing pesawat). Kanggo maksud iki, sampeyan bisa nggunakake sinyal liyane lan parameter sing diwilang saka model kasebut.

Kondisi verifikasi lan paramèter sing dipriksa ditransfer menyang blok verifikasi standar, ing ngendi paramèter kasebut dianalisis kanggo tundhuk karo syarat sing ditemtokake. Asil kasebut dicathet ing basis data sinyal supaya bisa digunakake kanggo nggawe dhaptar priksa kanthi otomatis.

Gambar 5. Struktur lembar petungan verifikasi syarat.

Parameter sing bakal diuji ora kudu nggunakake sinyal sing ana ing basis data, sing dikontrol dening paramèter sing diwilang sajrone proses simulasi. Ora ana sing ngalangi kita nindakake petungan tambahan ing kerangka syarat draf, kaya nalika kita ngetung kahanan verifikasi.

Contone, syarat iki:

Jumlah aktivasi sistem koreksi sajrone penerbangan menyang target ngirim ora ngluwihi 5, lan total wektu operasi sistem koreksi ngirim ora ngluwihi 30 detik.

Ing kasus iki, algoritma kanggo nglawan jumlah wiwitan lan total wektu operasi ditambahake ing diagram desain syarat.

Blok verifikasi syarat khas.

Saben kothak mriksa syarat standar dirancang kanggo ngetung kabutuhan saka jinis tartamtu. Contone, syarat lingkungan kalebu sawetara suhu operasi sekitar nalika diparkir lan ing pesawat. Blok iki kudu nampa suhu udhara ing model minangka parameter lan nemtokake manawa parameter iki kalebu kisaran suhu sing ditemtokake./p>

Blok kasebut ngemot rong port input, param lan kondisi.

Pisanan diwenehi panganan karo parameter sing dicenthang. Ing kasus iki, "Suhu njaba".

Variabel Boolean diwenehake menyang port kapindho - kondisi kanggo nindakake mriksa.

Yen TRUE (1) ditampa ing input kapindho, blok kasebut nindakake pitungan verifikasi syarat.

Yen input kapindho nampa FALSE (0), banjur kondisi test ora ketemu. Iki perlu supaya kondisi pitungan bisa dijupuk menyang akun. Ing kasus kita, input iki digunakake kanggo ngaktifake utawa mateni mriksa gumantung saka negara model. Yen pesawat ana ing lemah sajrone simulasi, mula syarat sing ana gandhengane karo penerbangan ora dicenthang, lan kosok balene - yen pesawat ana ing pesawat, mula syarat sing ana gandhengane karo operasi ing stand ora dicenthang.

Input iki uga bisa digunakake nalika nyetel model, contone ing tahap wiwitan pitungan. Nalika model digawa menyang negara sing dibutuhake, pamblokiran mriksa dipatèni, nanging sanalika sistem tekan mode operasi sing dibutuhake, pamblokiran mriksa diuripake.

Parameter blok iki yaiku:

• kahanan wates: ndhuwur (UpLimit) lan ngisor (DownLimit) watesan sawetara sing kudu dicenthang;
• wektu cahya sistem dibutuhake ing kisaran wates (TimeInterval) ing detik;
• Njaluk ID ReqName;
• idin ngluwihi sawetara Out_range punika variabel Boolean sing nemtokake apa nilai ngluwihi sawetara dicenthang iku nglanggar syarat.

Ing sawetara kasus, output nilai tes nuduhake yen sistem duwe wates sawetara lan bisa uga operasi ing njaba jangkoan operasi. Ing kasus liyane, output tegese sistem ora bisa njaga setpoints ing jangkoan.

Figure 6. Blok mriksa properti khas ing diagram lan paramèter.

Minangka asil pitungan blok iki, variabel Hasil dibentuk ing output, sing njupuk nilai ing ngisor iki:

• 0 - rOra ana, nilai ora ditetepake;
• 1 - rRampung, syarat wis ketemu;
• 2 - rFault, requirement ora ketemu.

Gambar blok ngemot:

• teks pengenal;
• tampilan digital paramèter watesan pangukuran;
• pengenal warna status parameter.

Ing njero blok kasebut bisa uga ana sirkuit inferensi logis sing rada rumit.

Contone, kanggo mriksa kisaran suhu operasi unit sing ditampilake ing Gambar 6, sirkuit internal ditampilake ing Gambar 7.

Gambar 7. Diagram internal unit penentuan kisaran suhu.

Ing pamblokiran sirkuit, properti sing ditemtokake ing paramèter blok digunakake.
Saliyane nganalisa selaras karo syarat, diagram internal blok ngemot grafik sing perlu kanggo nampilake asil simulasi. Grafik iki bisa digunakake kanggo ndeleng sajrone pitungan lan kanggo nganalisa asil sawise pitungan.

Asil pitungan dikirim menyang output blok lan direkam ing file laporan umum, sing digawe adhedhasar asil kanggo kabeh proyek. (pirsani Fig. 8)

Conto laporan sing digawe adhedhasar asil simulasi yaiku file html sing digawe miturut format tartamtu. Format kasebut bisa diatur kanthi sewenang-wenang menyang format sing ditampa dening organisasi tartamtu.

Ing pamblokiran sirkuit, properti sing ditemtokake ing paramèter blok digunakake.
Saliyane nganalisa selaras karo syarat, diagram internal blok ngemot grafik sing perlu kanggo nampilake asil simulasi. Grafik iki bisa digunakake kanggo ndeleng sajrone pitungan lan kanggo nganalisa asil sawise pitungan.

Asil pitungan dikirim menyang output blok lan direkam ing file laporan umum, sing digawe adhedhasar asil kanggo kabeh proyek. (pirsani Fig. 8)

Conto laporan sing digawe adhedhasar asil simulasi yaiku file html sing digawe miturut format tartamtu. Format kasebut bisa diatur kanthi sewenang-wenang menyang format sing ditampa dening organisasi tartamtu.

Gambar 8. Tuladha file laporan adhedhasar asil simulasi.

Ing conto iki, formulir laporan dikonfigurasi langsung ing properti proyek, lan format ing tabel disetel minangka sinyal proyek global. Ing kasus iki, SimInTech dhewe ngatasi masalah nyetel laporan, lan blok kanggo nulis asil menyang file nggunakake garis kasebut kanggo nulis menyang file laporan.

Gambar 9. Nyetel format laporan ing sinyal proyek global

Nggunakake database sinyal kanggo syarat.

Kanggo ngotomatisasi karya kanthi setelan properti, struktur standar digawe ing basis data sinyal kanggo saben blok khas. (pirsani Fig. 10)

Gambar 10. Tuladha struktur pamblokiran mriksa syarat ing basis data sinyal.

Database sinyal nyedhiyakake:

• Nyimpen kabeh parameter syarat sistem sing dibutuhake.
• Ndeleng syarat proyek sing ana saka parameter sing ditemtokake lan asil model saiki.
• Nggawe siji blok utawa klompok blok nggunakake basa pamrograman skrip. Owah-owahan ing basis data sinyal nyebabake owah-owahan ing nilai properti blok ing diagram.
• Nyimpen deskripsi teks, pranala menyang item spesifikasi teknis utawa pengenal ing sistem manajemen syarat.

Struktur database sinyal kanggo syarat bisa gampang dikonfigurasi kanggo nggarap sistem manajemen syarat pihak katelu. Diagram umum interaksi karo sistem manajemen syarat ditampilake ing Gambar 11.

Gambar 11. Diagram interaksi karo sistem manajemen syarat.

Urutan interaksi antarane proyek tes SimInTech lan sistem kontrol syarat kaya ing ngisor iki:

1. Syarat referensi dipérang dadi syarat.
2. Keperluan spesifikasi teknis diidentifikasi sing bisa diverifikasi kanthi pemodelan matematika proses teknis.
3. Atribut saka syarat sing dipilih ditransfer menyang database sinyal SimInTech ing struktur pamblokiran standar (contone, suhu maksimum lan minimal).
4. Sajrone proses pitungan, data struktur ditransfer kanggo mblokir diagram desain, analisis ditindakake lan asil disimpen ing basis data sinyal.
5. Sawise pitungan rampung, asil analisis ditransfer menyang sistem manajemen syarat.

Langkah syarat 3 nganti 5 bisa diulang sajrone proses desain nalika ana owah-owahan ing desain lan/utawa syarat lan dampak saka owah-owahan kasebut kudu diuji maneh.

Kesimpulan.

• Prototipe sistem sing digawe nyedhiyakake pangurangan sing signifikan ing wektu analisis model sing ana kanggo tundhuk karo syarat spesifikasi teknis.
• Teknologi tes sing diusulake nggunakake model dinamis sing wis ana lan bisa digunakake sanajan kanggo model dinamis apa wae, kalebu sing ora ditindakake ing lingkungan SimInTech.
• Nggunakake organisasi data kumpulan ngidini sampeyan nggawe paket verifikasi syarat sing sejajar karo pangembangan model, utawa malah nggunakake paket kasebut minangka spesifikasi teknis kanggo pangembangan model.
• Teknologi kasebut bisa digabungake karo sistem manajemen syarat sing ana tanpa biaya sing signifikan.

Kanggo sing maca nganti pungkasan, link menyang video sing nuduhake carane prototipe bisa.

Source: www.habr.com