現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)軟件工程化運(yùn)用

文/曹金滿

近年來(lái)，信息技術(shù)不斷發(fā)展，帶動(dòng)了型號(hào)軟件的規(guī)模，也為軟件開(kāi)發(fā)和運(yùn)用提供了更大的發(fā)展空間，在軟件產(chǎn)品的研制過(guò)程中，產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性是非常重要的。傳統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)大多是個(gè)體開(kāi)發(fā)模式，隨著需求的不斷提高，傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式無(wú)論是在安全性、可靠性還是復(fù)雜性方面，都無(wú)法滿足要求，因此必須要對(duì)現(xiàn)有的軟件生產(chǎn)方式進(jìn)行改進(jìn)，從而提高軟件生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。

1 軟件工程化的概念

所謂軟件工程就是利用系統(tǒng)化、規(guī)范化和數(shù)量化的工程原則，對(duì)軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)和維護(hù)，因此軟件工程主要包含軟件開(kāi)發(fā)和軟件項(xiàng)目管理兩個(gè)方面。軟件工程化相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，涉及到軟件開(kāi)發(fā)組織的技術(shù)、管理和人員配備等多個(gè)方面，是一項(xiàng)系統(tǒng)性很強(qiáng)的工程，要在對(duì)本身軟件工程化水平有準(zhǔn)確了解的前提下，才能夠?qū)崿F(xiàn)推進(jìn)整體目標(biāo)，達(dá)到改進(jìn)軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間、質(zhì)量、成本和服務(wù)的目的。軟件開(kāi)發(fā)包括四個(gè)階段：即初始階段、設(shè)計(jì)階段、實(shí)施階段和收尾階段，在整個(gè)過(guò)程中，軟件工程化都要參與到監(jiān)控中，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。軟件項(xiàng)目管理工程化是在上世紀(jì)70年代中期興起的，對(duì)軟件項(xiàng)目建立配置管理系統(tǒng)并標(biāo)識(shí)配置項(xiàng)，生成和發(fā)布配置管理基線，對(duì)軟件的更改進(jìn)行跟蹤和控制，并對(duì)配置項(xiàng)的狀態(tài)變化進(jìn)行記錄，從而確保軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的每一項(xiàng)都按照計(jì)劃順利進(jìn)行。

在配置項(xiàng)識(shí)別上，需在策略階段根據(jù)項(xiàng)目的頂層要求和實(shí)際開(kāi)發(fā)狀況，識(shí)別需要進(jìn)行配置管理的產(chǎn)品和過(guò)程文檔；在配置標(biāo)識(shí)上，需要確定軟件單元、部件、配置項(xiàng)、文檔名稱和代號(hào)等等，并通過(guò)標(biāo)識(shí)的方式確定軟件的報(bào)告單號(hào)；在配置控制上，要對(duì)軟件電子文件進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以防文件被非法復(fù)制和更改，如果有更改的需要，必須要在出具更改單的前提下才能進(jìn)行，更改之后重新測(cè)試好再進(jìn)行保存；再配置狀態(tài)記錄上，要對(duì)軟件技術(shù)狀態(tài)的變化通過(guò)報(bào)告單、更改單和評(píng)審報(bào)告等進(jìn)行真實(shí)、完整的記錄，從而保證技術(shù)狀態(tài)有據(jù)可查；再配置審核上，要對(duì)物理性和功能性進(jìn)行審核，從而確保產(chǎn)品準(zhǔn)確。

2 軟件工程化的意義

軟件的工程化運(yùn)用和傳統(tǒng)的軟件編寫的不同之處體現(xiàn)在工程和過(guò)程兩個(gè)方面，軟件工程需要在對(duì)語(yǔ)言有充分認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行整合，從而實(shí)現(xiàn)所需求的功能，并保證具備高效率和高安全性的特點(diǎn)，這種軟件工程的結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)思想，具備不同階段的文檔，因此對(duì)軟件功能、性能、系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)以及接口的設(shè)計(jì)等方面的理解和掌握有很大的幫助。

3 軟件工程化的應(yīng)用探討

3.1 一體化燃油泵用電機(jī)控制技術(shù)軟件工程化運(yùn)用

一體化燃油泵用電機(jī)控制技術(shù)軟件要實(shí)現(xiàn)的功能主要有電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制、系統(tǒng)的保護(hù)、控制器狀態(tài)的檢測(cè)和上位機(jī)的通訊等，因此在軟件研制的過(guò)程中，要首先分析用戶需求，然后對(duì)軟件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定系統(tǒng)的基本處理流程、組織結(jié)構(gòu)、模塊劃分和功能分配等等，采用總體設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)相結(jié)合的方式，包括初始化模塊、測(cè)速模塊、換向模塊、PWM模塊、AD模塊、通訊模塊和主程序模塊等，第二要編寫相應(yīng)的規(guī)范文件，例如軟件需求規(guī)格說(shuō)明、軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明、軟件配置管理計(jì)劃、軟件測(cè)試說(shuō)明、軟件測(cè)試報(bào)告、軟件驗(yàn)收?qǐng)?bào)告、軟件開(kāi)發(fā)計(jì)劃等等。

在軟件項(xiàng)目管理工程化方面，要對(duì)項(xiàng)目的控制器軟件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化的管理，并編寫完成軟件配置管理計(jì)劃、軟件質(zhì)量保證計(jì)劃以及軟件維護(hù)手冊(cè)等等，詳細(xì)的確定軟件在后期管理工程中如何操作以及需要注意的事項(xiàng)，從而提高軟件管理的效率，延長(zhǎng)軟件的使用壽命，減輕后期軟件維護(hù)的壓力。除此之外，軟件項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)策劃是要在對(duì)規(guī)模、工作量和計(jì)算機(jī)資源等方面的估計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，在實(shí)際與控制閾值不相符的時(shí)候，就要及時(shí)的進(jìn)行分析，進(jìn)行糾正。

3.2 近空間飛行器電推進(jìn)系統(tǒng)軟件工程化

航空航天和飛行器的電子設(shè)備中，由于軟件問(wèn)題造成系統(tǒng)故障已經(jīng)成為了研究和解決的焦點(diǎn)，一種近空間飛行器電推進(jìn)系統(tǒng)是通過(guò)電機(jī)輸出軸，在經(jīng)過(guò)減速器之后驅(qū)動(dòng)螺旋槳的旋轉(zhuǎn)，因此電機(jī)控制器軟件需要滿足啟動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)向和控制轉(zhuǎn)速等功能，還要將各種故障信號(hào)實(shí)時(shí)的反饋給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠及時(shí)的進(jìn)行處理。因此在對(duì)軟件整體框架進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要設(shè)計(jì)主程序模塊、速度轉(zhuǎn)向模塊、AD采集模塊和故障檢測(cè)模塊等等，并配套編寫軟件模塊的分析報(bào)告，從而確保不同模塊之間的配合。在軟件編寫的過(guò)程中，主要包括三個(gè)部分，即上位機(jī)軟件編寫、下位機(jī)軟件編寫、異構(gòu)冗余通信的編寫。程序設(shè)計(jì)報(bào)告是軟件編寫的基本框架，在軟件技術(shù)協(xié)議書中要設(shè)定各種參數(shù)，并規(guī)劃編寫的流程和步驟，從而確保軟件編寫的規(guī)范化。對(duì)于軟件項(xiàng)目管理工程化，要對(duì)已經(jīng)編寫好的電推進(jìn)系統(tǒng)軟件進(jìn)行測(cè)試方案報(bào)告、軟件總結(jié)報(bào)告和使用說(shuō)明書的補(bǔ)充，對(duì)電推進(jìn)系統(tǒng)軟件各個(gè)模塊的測(cè)試方法和結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，并提出相應(yīng)的改進(jìn)方案，為日后的軟件維護(hù)提供重要的參考資料。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)軟件工程化的運(yùn)用已經(jīng)成為了行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此，在對(duì)軟件工程化運(yùn)用進(jìn)行研究的過(guò)程中，需要針對(duì)產(chǎn)品的特點(diǎn)，采取合適的管理辦法，并與工程實(shí)際項(xiàng)目相結(jié)合，從軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)工程化和軟件項(xiàng)目管理工程化兩個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)軟件工程化運(yùn)用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、可靠。

參考文獻(xiàn)

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