軟件工程化在現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)中的應(yīng)用

張曉娟

(西京學(xué)院,陜西 西安 710123)

0 引言

近年來,隨著我國信息技術(shù)不斷進(jìn)步和機(jī)械工藝的不斷提高,不同種類的電機(jī)控制設(shè)備相繼出現(xiàn),尤其是軟件工程化的電機(jī)控制技術(shù)在當(dāng)代已經(jīng)成為電機(jī)行業(yè)的翹楚。傳統(tǒng)的軟件開發(fā)工作多是采用個(gè)體化的開發(fā)模式,隨著信息化發(fā)展的需求不斷提高,傳統(tǒng)的開發(fā)模式在產(chǎn)品的安全性、可靠性以及綜合性等諸多方面均無法很好地滿足實(shí)際需求,因此必須不斷創(chuàng)新開發(fā)模式,從而有效提高軟件開發(fā)的整體工作質(zhì)量以及工作效率。電機(jī)作為許多控制系統(tǒng)的核心設(shè)備,更需要完整和系統(tǒng)的軟件工程開發(fā)模式來進(jìn)行控制與配套使用,所以軟件工程化在電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究必不可少。

1 軟件工程化概述

軟件工程是指經(jīng)過實(shí)際的調(diào)研,按照市場(chǎng)需要制定軟件需求文檔,軟件開發(fā)人員根據(jù)需求,編寫軟件的功能模塊,此過程運(yùn)用了系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的工程原理對(duì)軟件進(jìn)行科學(xué)的開發(fā)和維護(hù)[1]。但由于軟件工程化開展過程往往比較復(fù)雜,軟件開發(fā)組需要技術(shù)工作、管理工作、人力資源配備工作等多方參與,是一個(gè)具備高結(jié)構(gòu)性的工作項(xiàng)目,從業(yè)人員必須對(duì)軟件工程化有準(zhǔn)確的了解,才能確保實(shí)現(xiàn)整體開發(fā)的目標(biāo)。軟件工程化作為電機(jī)控制系統(tǒng)的核心理念,需要全面而綜合的軟件開發(fā)思維模式進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造,故需要具備高能力和高素質(zhì)的研發(fā)人員來確保開發(fā)出的產(chǎn)品具有高可用性、高價(jià)值性、高安全性。

1.1 軟件開發(fā)技術(shù)工程化概述

軟件開發(fā)的過程通常涵蓋了開發(fā)初始階段、開發(fā)設(shè)計(jì)階段、開發(fā)工作實(shí)施階段以及開發(fā)活動(dòng)收尾階段。在不同的階段中,軟件工程化始終貫穿其中,密切監(jiān)控開發(fā)各個(gè)階段各項(xiàng)工程活動(dòng)的開展,從而保證所開發(fā)出的軟件產(chǎn)品始終保持穩(wěn)定狀態(tài),切實(shí)保障并提高開發(fā)軟件產(chǎn)品的效率和質(zhì)量。

1.2 軟件項(xiàng)目管理工程化概述

軟件項(xiàng)目管理工程化的主要作用在于為軟件項(xiàng)目的構(gòu)建過程配置相應(yīng)的管理系統(tǒng)、及時(shí)識(shí)別配置項(xiàng)、創(chuàng)建以及發(fā)布配置的管理基線、跟蹤并控制軟件的更改過程、記錄配置項(xiàng)相應(yīng)的狀態(tài),通過上述模式,確保在軟件的開發(fā)過程中,一切工作環(huán)節(jié)能夠按照計(jì)劃順利進(jìn)行,并能夠?qū)?xiàng)目計(jì)劃所需應(yīng)用的軟件工作產(chǎn)品展開評(píng)估、測(cè)試以及糾正工作。通過設(shè)立軟件配置管理方案,不僅能夠明確軟件配置管理工作人員的職責(zé)分配,還能合理地對(duì)資源進(jìn)行配置,例如配置基線識(shí)別時(shí)間、審核時(shí)間、產(chǎn)品庫的提交時(shí)間等。配置管理活動(dòng)必須始終貫穿于軟件開發(fā)工作、設(shè)計(jì)定型工作、后期維保的全過程當(dāng)中[2]。

2 展開軟件工程化建設(shè)的重要意義

近年以來,我國一方面大力發(fā)展現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù),另一方面也在不斷開展軟件工程化方面的研究。與傳統(tǒng)的軟件編程方式相比,現(xiàn)代化的軟件工程化所應(yīng)用的研究思路以及科研技術(shù)顯然更加成熟化、完善化,其未來的發(fā)展空間也非常廣闊。軟件工程化應(yīng)用的重要性主要在于軟件設(shè)計(jì)者會(huì)采用特定的方法將項(xiàng)目所要實(shí)施的不同要素有效結(jié)合起來,以便及時(shí)對(duì)項(xiàng)目開發(fā)工作中出現(xiàn)的各種不利因素進(jìn)行精準(zhǔn)的考評(píng)預(yù)測(cè)。但是基于當(dāng)前國內(nèi)的軟件開發(fā)市場(chǎng)所面臨的嚴(yán)峻形勢(shì),在編寫軟件之時(shí)務(wù)必要時(shí)刻注意維護(hù)自身的軟件開發(fā)權(quán)益。在軟件工程化推進(jìn)過程中,展開研究的對(duì)象不僅僅是軟件程序員本身,還應(yīng)該涵蓋各大企業(yè)及單位,因此,為更好、更有效地實(shí)現(xiàn)軟件工程化的重要價(jià)值,應(yīng)該積極構(gòu)建完善的技術(shù)體系,合理有效的規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),從而充分實(shí)現(xiàn)軟件工程化建設(shè)的重要意義。通過規(guī)范化、高效化的軟件工程化過程的推進(jìn),能夠有效地保證軟件構(gòu)建以及編寫工作的順利開展,從而有效實(shí)現(xiàn)構(gòu)建軟件工程化的重要現(xiàn)實(shí)意義。

3 現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)方面對(duì)于軟件工程化的應(yīng)用實(shí)例

3.1 軟件工程化在集成燃油泵的電機(jī)控制技術(shù)當(dāng)中的應(yīng)用

軟件工程化在集成燃油泵的電機(jī)控制技術(shù)方面的應(yīng)用是指干預(yù)燃油量以及供應(yīng)時(shí)間。在軟件工程化的設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)用時(shí)間和燃料消耗之間的關(guān)系是有效控制資源使用率和效率的主要因素。在集成燃油泵中所運(yùn)用的電機(jī)控制技術(shù),其核心是設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件,為了保證運(yùn)行過程中速度、時(shí)間、效率三者能有機(jī)統(tǒng)一,需要準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)各部分之間的相互聯(lián)系。電機(jī)的應(yīng)用軟件控制技術(shù)在集成燃油泵的整體工作中起著重要作用,例如如何在特定的機(jī)器之間傳輸有效信息、如何控制軟件的命令、后續(xù)如何給定反饋、如何明確系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)工作以及軟件開發(fā)工作。軟件工程化的實(shí)施要求最終目的是保證對(duì)應(yīng)軟件平穩(wěn)、有效、快捷的運(yùn)行。

3.1.1 軟件開發(fā)技術(shù)工程化

在集成燃油泵的電機(jī)控制器的軟件開發(fā)過程中,應(yīng)當(dāng)著重完成軟件開發(fā)計(jì)劃書和軟件需求規(guī)格說明書等文件的制定。其中,軟件開發(fā)計(jì)劃書是指通過系統(tǒng)分析及軟件需求分析,對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)發(fā)揮出的效用作出說明,以用作軟件開發(fā)的重要依據(jù)。軟件需求說明書則是對(duì)于軟件運(yùn)作所需的內(nèi)部及外部條件的需求闡述。

3.1.2 軟件項(xiàng)目管理工程化

在開展軟件項(xiàng)目管理工程化的過程中,可以制定軟件配置管理計(jì)劃、軟件質(zhì)保計(jì)劃、軟件維護(hù)說明手冊(cè)、軟件規(guī)格說明手冊(cè)等。這些文件能夠綜合性的闡明軟件后期的應(yīng)用管理過程當(dāng)中的注意事項(xiàng),從而有效地延長軟件的沿用時(shí)間,減少后期的維護(hù)改造工作量,減少軟件的維護(hù)壓力,從而減低軟件工作人員的工作負(fù)擔(dān)。

3.1.3 軟件工程化量度

軟件開發(fā)工作需要基于對(duì)軟件規(guī)模、軟件運(yùn)載量等因素進(jìn)行估計(jì),制定相應(yīng)的文件為相應(yīng)的軟件開發(fā)工作提供指導(dǎo)。軟件規(guī)模的估計(jì)可以集中作為軟件運(yùn)載量的估計(jì)依據(jù),當(dāng)實(shí)際的運(yùn)載規(guī)模超出最大限度時(shí),則應(yīng)及時(shí)采取措施予以干預(yù)。

對(duì)于軟件項(xiàng)目的具體化控制及管理的過程,應(yīng)當(dāng)與其他的應(yīng)用過程一致,主要關(guān)注電機(jī)集成控制技術(shù)在軟件應(yīng)用過程中的運(yùn)行情況,包括促進(jìn)軟件管理及運(yùn)行過程的科學(xué)化、規(guī)范化,其間還應(yīng)當(dāng)詳細(xì)規(guī)定在不同的環(huán)境條件下的運(yùn)行需求以及運(yùn)行流程。

3.2 軟件工程化在短程航天器的推進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用

在短程航天器的推進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)方面所開展的軟件工程化研究主要是航天設(shè)備展開精準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)方面的研究。所以在軟件的控制方面,應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注各種軟件問題所導(dǎo)致的機(jī)械設(shè)備故障,最主要的解決方法是及時(shí)找出航天器內(nèi)部的軟件控制發(fā)生故障的相關(guān)區(qū)域,從而重點(diǎn)解決出現(xiàn)的軟件工程問題。航天器的控制核心是要對(duì)動(dòng)力源頭搭載的電機(jī)展開精細(xì)化的軟件控制,以有效促進(jìn)控制電機(jī)的功能項(xiàng),例如起動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)向控制等,還可以對(duì)各個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的模塊展開監(jiān)測(cè),以形成完備的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

在現(xiàn)代化、整體化的電機(jī)控制技術(shù)軟件工程化的研究過程當(dāng)中,短程航天器的推進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)相關(guān)的軟件控制開展的核心在于對(duì)動(dòng)力的探究以及把控。在軟件相應(yīng)的電機(jī)控制系統(tǒng)中,上位機(jī)和下位機(jī)兩個(gè)部分的協(xié)調(diào)運(yùn)行是進(jìn)行電力控制的主要內(nèi)容[3],在運(yùn)行過程中,上位機(jī)通過一定的傳輸方式向下位機(jī)發(fā)出信號(hào),而下位機(jī)在接收到信號(hào)后會(huì)向下一階段發(fā)出指令,此時(shí)電機(jī)能夠按照計(jì)劃運(yùn)行,并將反饋傳遞給軟件控制中心,以進(jìn)行效果以及性能方面的實(shí)地檢查,這就是短程航天器推進(jìn)系統(tǒng)中控制軟件的相關(guān)運(yùn)行模式。

4 結(jié)語

通過在現(xiàn)代電機(jī)的控制技術(shù)過程中融入軟件工程化方面的技術(shù)研究,能夠促使電機(jī)控制技術(shù)更加完善,更加規(guī)范化。我國現(xiàn)代的電機(jī)控制技術(shù)對(duì)于軟件工程化的應(yīng)用研究符合現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展態(tài)勢(shì),能夠助力實(shí)現(xiàn)我國現(xiàn)代的電機(jī)技術(shù)發(fā)展以及軟件工程化發(fā)展的長遠(yuǎn)目標(biāo)。