复杂系统综合健康管理软件架构的研究

论文摘要

当前,国内外成熟的复杂系统综合健康管理软件均是为其所应用的系统量身定做的,其缺点是成本难以控制而且开发过程缓慢。但是,纵观现有健康管理软件,能够发现其功能有一定的共性。因此,设计出一套复杂系统综合健康管理软件通用软件架构可以为实际复杂系统综合健康管理软件的设计和开发提供指导,大大降低此类软件开发的复杂程度,对复杂系统综合健康管理技术的普及具有重要意义。本课题是对复杂系统综合健康管理软件通用架构设计方法的初步研究。在深入理解复杂系统综合健康管理技术的功能构成和软件架构理论的基础上,本文以飞行器综合健康管理技术和飞行器供电系统为研究对象,运用面向对象思想系统地分析了其功能组成,抽象出健康管理软件的共性,并以此提出飞行器供电系统健康管理软件开发通用的软件架构。该架构采用分层设计,使用UML、XML和类定义进行描述,通过分离系统的易变部分和不变部分来实现一定的通用性。以此方法为基础进而对飞行器综合健康管理技术的体系结构和软件架构进行研究,提出了飞行器综合健康管理的概念性软件架构。本文使用的分析和设计方法对飞行器其它子系统甚至其它复杂系统健康管理软件的设计具有一定的指导和借鉴意义。最后,本文使用原型系统验证了所提出的飞行器供电系统的软件架构的合理性和对不同实际系统开发的适用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 健康管理技术的由来
• 1.2 健康管理的行为
• 1.3 健康管理技术研究的热点问题
• 1.4 课题研究内容
• 第2章 复杂系统健康管理技术的研究现状
• 2.1 国内研究现状
• 2.2 国外研究现状
• 2.2.1 美国海军A-7E 舰载攻击机的EMS 引擎监控系统
• 2.2.2 美国军用直升机的JAHUMS 系统
• 2.2.3 NASA 发起的运载器综合健康管理IVHM
• 2.2.4 美国JSF 联合攻击机的预测与健康管理（PHM）系统
• 2.2.5 美国海军倡导的开放架构的状态维修（OSA-CBM）
• 2.3 小结
• 第3章 软件架构理论概述
• 3.1 软件架构的相关概念
• 3.1.1 组成派
• 3.1.2 决策派
• 3.1.3 软件架构、软件构架和软件体系结构
• 3.1.4 软件架构设计的任务
• 3.1.5 软件架构设计所追求的目标
• 3.2 面向对象设计思想
• 3.3 统一建模语言
• 3.4 XML
• 3.5 设计原则和设计模式
• 3.6 软件架构的验证
• 3.7 小结
• 第4章 飞行器供电系统健康管理软件架构的分析与设计
• 4.1 飞行器供电系统概述
• 4.2 单个电源内部健康管理子系统的软件架构分析和设计
• 4.2.1 传感器层
• 4.2.2 信号处理层
• 4.2.3 状态监测层
• 4.2.4 系统的动态架构
• 4.2.5 接口设计
• 4.3 飞行器供电系统的软件架构分析和设计
• 4.4 与飞行器综合健康管理系统的接口
• 4.5 小结
• 第5章 飞行器综合健康管理系统的分析和软件架构设计
• 5.1 飞行器综合健康管理软件的系统分析
• 5.1.1 系统需求分析
• 5.1.2 系统操作流程分析
• 5.2 飞行器综合健康管理软件架构设计
• 5.2.1 飞行器综合健康管理体系结构
• 5.2.2 软件架构设计
• 5.3 小结
• 第6章 飞行器供电系统健康管理软件架构的验证
• 6.1 飞行器供电系统健康管理软件原型系统介绍
• 6.2 原型系统设计方法
• 6.2.1 单个电源健康管理原型系统设计
• 6.2.2 供电系统健康管理原型系统设计
• 6.3 原型系统实验过程
• 6.3.1 传感器结构变化实验
• 6.3.2 算法更改实验
• 6.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文