31057字硕士毕业论文安全计算机模拟测试软件的设计
论文类型：硕士毕业论文
论文字数：31057字
论点：传感器,仿真,计算机系统
论文概述：
传感器的单模型测试中,传感器模型的输入和输出除了模拟量采集与输出之外,其它的完全符合真实的传感器的数据手册的各项数,并且这些模拟量的采集与输出存在的误差更多的是由于环境和电磁
论文正文：
1.介绍
本文通过对国内外轨道交通安全计算机测试方法的研究，提出了一种基于模型的安全计算机仿真系统的设计和测试方法。本设计将软件仿真和硬件仿真相结合，通过对轨道交通中使用的传感器进行建模，模拟了轨道交通中使用的传感器功能。然后，通过调用这些传感器模型，测试人员可以轻松地为单板测试、集成测试、系统测试、故障注入和安全计算机系统的其他测试环境构建一套测试系统。与简单的软件仿真相比，这种设计方法的优点在于:通过软硬件结合的方法，在软件仿真轨道交通中使用的传感器功能的同时，可以为安全计算机系统提供与真实传感器相似或相同的物理输入和输出，并可以为实验室环境中的安全计算机系统提供现场仿真环境。同时，可以为安全计算机系统提供故障注入，模拟轨道交通设备的现场故障，通过软件设置测试安全计算机系统的故障处理功能。在模拟传感器故障时，我们不需要破坏仿真系统的硬件或软件结构，只需要修改模型参数，就可以为安全的计算机平台提供无损伤的传感器故障注入。当安全计算机平台用于车载控制器CC时，需要收集各种传感器和驾驶室设备的数据。这些传感器主要包括多普勒雷达、加速度传感器、速度传感器、信标询问应答器等。CC硬件为这些传感器提供硬件接口。当安全计算机平台用于轨道侧设备的联锁中央控制单元和区域控制器ZC时，应收集轨道侧设备的数据。考虑到车载控制器CC、计算机联锁CBI和区域控制器ZC的外部接口、传感器和轨旁设备的特点，为了模拟系统模型的准确性和可靠性，整个系统模型基于单个传感器模型，单个传感器模型采用分层设计，不同的传感器在建模形式上统一。这种设计方法不仅增加了模型的统一性，而且不丧失灵活性，使得传感器模型可以单独或并行工作。测试结果表明，该设计方法能够非常准确地模拟安防计算机系统中传感器的行为，构建各种安防计算机系统测试环境，有效验证安防计算机平台的安全性、可靠性和可用性。同时，可以缩短安全计算机系统的开发周期，降低开发成本。本文将详细介绍从整个仿真系统模型到传感器模型的设计方法以及软硬件结合的实现方法。最后给出了测试结果，并对未来的研究方向进行了讨论。
本文的组织形式如下:第一章介绍了本文的研究背景、研究目的和意义，总结了轨道交通安全计算机系统的发展和当前安全计算机系统中使用的仿真技术，指出了当前安全计算机系统中使用的仿真技术发展中存在的问题，引出了本课题的研究内容。第二章详细介绍了几种常用的安防计算机系统的结构和外部接口环境，引出仿真系统要完成的工作，然后描述了仿真系统仿真的各种传感器的功能，并详细说明了仿真内容。第三章介绍了仿真系统的整体建模和单模型建模，并对仿真系统的模型进行了描述。第四章详细介绍了仿真系统的软件设计与实现、硬件设计与实现、传感器模型设计与实现。第五章将传感器模型的物理输出与实际传感器数据表进行比较，给出了单个模型的测试结果。然后，给出了用于安全计算机系统测试的仿真系统整体测试结果。第六章总结全文，指出存在的问题，并对今后的工作进行展望。
3模仿系统的建模20
3.1总体模型设计方案................................20
3.2单一模型设计方案23
仿真系统的设计与实现
4.1硬件的总体设计和实施
4.2硬件板设计26
4.2.1 10板PCI 1753 26
4.2.2 ad采集板PCI 1711……26
4.2.3 da转换板PCI 1720……27
4.2.4 PCI 1622串行端口板27
4.2.5电平转换板27
4.2.6信号调理板29
4.2.7信号调理背板31
4.3软件的总体设计和实现
4.4 34型速度传感器的设计与实现
4 . 4 . 1 35型速度传感器逻辑控制层的实现
4 . 4 . 2 36型速度传感器物理接口层的实现
4.5加速度传感器模型的设计与实现
总结与展望
城市轨道交通的发展可以极大地解决当前拥挤交通带来的各种问题，促进社会进步和经济发展。目前，轨道交通正朝着智能化和自动化方向发展。安全计算机系统作为轨道交通的控制核心，其安全性、可靠性和可用性直接关系到人们的生命财产安全。近年来，铁路交通事故流着血和眼泪告诉我们，安全计算机系统设计中的任何小缺陷都可能带来不可挽回的后果。因此，如何确保安全计算机系统的安全性、可靠性和可用性就显得尤为重要。
为了构建实验室测试阶段安全计算机系统的仿真系统，提出了一种基于模型的软硬件相结合的仿真系统设计。该设计方法主要包括以下四个方面:一是采用自顶向下的设计方法，为安防计算机系统设计仿真系统的整体模型，使仿真系统能够模拟安防计算机系统运行的外部环境和场景；然后，根据安全计算机系统中使用的传感器的功能，对仿真系统的整体模型进行分解，并将仿真系统的各个功能独立成一个单元。然后对每个单元进行建模，以模拟传感器的功能。然后，根据传感器的物理特性和控制原理，进行了硬件电路设计和软件设计，实现了整个仿真系统。最后，对各单个模型进行测试，并与实际传感器的输入输出进行比较，改进模型结构，并将仿真系统应用于安防计算机系统的单板测试和系统测试中，在验证安防计算机系统功能的同时，验证了该设计的可行性和可靠性。由于时间限制和研发条件，电流回路和加速度传感器模型的模拟输入输出仍然存在一些误差。传感器原始工作的建模精度是否完全符合现实还需要进一步验证。相信随着仿真技术的发展和完善，安防计算机系统仿真系统的精度和准确度将会不断提高，从而推动安防计算机系统的不断发展和进步。
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