现代电机控制技术软件工程化运用

2018-12-25曹金满

电子技术与软件工程 2018年8期

文/曹金满

近年来，信息技术不断发展，带动了型号软件的规模，也为软件开发和运用提供了更大的发展空间，在软件产品的研制过程中，产品的质量和可靠性是非常重要的。传统的软件开发大多是个体开发模式，随着需求的不断提高，传统的开发模式无论是在安全性、可靠性还是复杂性方面，都无法满足要求，因此必须要对现有的软件生产方式进行改进，从而提高软件生产的质量和效率。

1 软件工程化的概念

所谓软件工程就是利用系统化、规范化和数量化的工程原则，对软件进行开发和维护，因此软件工程主要包含软件开发和软件项目管理两个方面。软件工程化相对来说比较复杂，涉及到软件开发组织的技术、管理和人员配备等多个方面，是一项系统性很强的工程，要在对本身软件工程化水平有准确了解的前提下，才能够实现推进整体目标，达到改进软件开发时间、质量、成本和服务的目的。软件开发包括四个阶段：即初始阶段、设计阶段、实施阶段和收尾阶段，在整个过程中，软件工程化都要参与到监控中，保证产品的质量。软件项目管理工程化是在上世纪70年代中期兴起的，对软件项目建立配置管理系统并标识配置项，生成和发布配置管理基线，对软件的更改进行跟踪和控制，并对配置项的状态变化进行记录，从而确保软件开发过程中的每一项都按照计划顺利进行。

在配置项识别上，需在策略阶段根据项目的顶层要求和实际开发状况，识别需要进行配置管理的产品和过程文档；在配置标识上，需要确定软件单元、部件、配置项、文档名称和代号等等，并通过标识的方式确定软件的报告单号；在配置控制上，要对软件电子文件进行严格的控制，以防文件被非法复制和更改，如果有更改的需要，必须要在出具更改单的前提下才能进行，更改之后重新测试好再进行保存；再配置状态记录上，要对软件技术状态的变化通过报告单、更改单和评审报告等进行真实、完整的记录，从而保证技术状态有据可查；再配置审核上，要对物理性和功能性进行审核，从而确保产品准确。

2 软件工程化的意义

软件的工程化运用和传统的软件编写的不同之处体现在工程和过程两个方面，软件工程需要在对语言有充分认识的基础上，对各个功能模块进行整合，从而实现所需求的功能，并保证具备高效率和高安全性的特点，这种软件工程的结构开发思想，具备不同阶段的文档，因此对软件功能、性能、系统和数据的结构以及接口的设计等方面的理解和掌握有很大的帮助。

3 软件工程化的应用探讨

3.1 一体化燃油泵用电机控制技术软件工程化运用

一体化燃油泵用电机控制技术软件要实现的功能主要有电机转速的控制、系统的保护、控制器状态的检测和上位机的通讯等，因此在软件研制的过程中，要首先分析用户需求，然后对软件进行系统设计，确定系统的基本处理流程、组织结构、模块划分和功能分配等等，采用总体设计和模块化设计相结合的方式，包括初始化模块、测速模块、换向模块、PWM模块、AD模块、通讯模块和主程序模块等，第二要编写相应的规范文件，例如软件需求规格说明、软件详细设计说明、软件配置管理计划、软件测试说明、软件测试报告、软件验收报告、软件开发计划等等。

在软件项目管理工程化方面，要对项目的控制器软件进行标准和规范化的管理，并编写完成软件配置管理计划、软件质量保证计划以及软件维护手册等等，详细的确定软件在后期管理工程中如何操作以及需要注意的事项，从而提高软件管理的效率，延长软件的使用寿命，减轻后期软件维护的压力。除此之外，软件项目的开发策划是要在对规模、工作量和计算机资源等方面的估计的基础上进行的，在实际与控制阈值不相符的时候，就要及时的进行分析，进行纠正。

3.2 近空间飞行器电推进系统软件工程化

航空航天和飞行器的电子设备中，由于软件问题造成系统故障已经成为了研究和解决的焦点，一种近空间飞行器电推进系统是通过电机输出轴，在经过减速器之后驱动螺旋桨的旋转，因此电机控制器软件需要满足启动、停止、转向和控制转速等功能，还要将各种故障信号实时的反馈给计算机系统，使得计算机系统能够及时的进行处理。因此在对软件整体框架进行顶层设计的时候，需要设计主程序模块、速度转向模块、AD采集模块和故障检测模块等等，并配套编写软件模块的分析报告，从而确保不同模块之间的配合。在软件编写的过程中，主要包括三个部分，即上位机软件编写、下位机软件编写、异构冗余通信的编写。程序设计报告是软件编写的基本框架，在软件技术协议书中要设定各种参数，并规划编写的流程和步骤，从而确保软件编写的规范化。对于软件项目管理工程化，要对已经编写好的电推进系统软件进行测试方案报告、软件总结报告和使用说明书的补充，对电推进系统软件各个模块的测试方法和结构进行详细的说明，并提出相应的改进方案，为日后的软件维护提供重要的参考资料。