Aplicação de metodologias de teste baseado em modelos na verificação e validação de mecanismos de FDIR de sistemas de controle de atitude e órbita

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2014
Autor(a) principal: André Corsetti
Orientador(a): Ana Maria Ambrosio, Maria de Fátima Mattiello Francisco
Banca de defesa: José Maria Parente de Oliveira
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Engenharia e Gerenciamento de Sistemas Espaciais
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Resumo em Inglês: Attitude and orbit control systems are complex and critic systems for satellite mission execution, and they contain the central part of its logic implemented in software. The software needs to deal with fault issues of all control system related equipment, namely sensors, actuators, the onboard computer, and also the software itself. The capacity of recovering from faults is a major factor in the satellites operational life span, with possibilities of pre mature death to mission time extension. The FDIR mechanisms are responsible for detecting and recovering the fault issues raised in operation. The verification and validation of these mechanisms pose a great challenge, because of software complexity, system dimension, effort necessary by the activity, and the required quality of the critic software product. Model based testing methodologies aim to standardize the test process, normalizing tests quality and also the activity effort. Two model based testing methodologies, named CoFI and InRob, developed inside the area of space systems are studied and evaluated by its applicability in satellites attitude and orbit control systems. The study used analysis of the theoretical capacities of the methodologies compared with the requirements for testing from the space area, and realized a practical experiment, applying the two methodologies in an attitude and orbit control system prototype. For this experiment to be carried out, system requirements elicitation and the implementation of an attitude and orbit control system prototype were necessary. The conclusion of the study shows strong contribution of the methodologies CoFI and InRob in guiding the construction of representative behavioral models of the attitude and orbit control system, when FDIR mechanisms are adequately considered in the models.
Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2014/05.15.18.05
Resumo: Sistemas de controle de atitude e órbita são sistemas complexos e críticos para realização da missão de satélites, contendo a parte central de sua lógica implementada em software. Cabe ao software lidar com questões de falhas de todos os equipamentos envolvidos no sistema de controle, o qual consiste de sensores, atuadores e computador de bordo, e do próprio software. A capacidade de se recuperar de falhas influencia fortemente a vida operacional do satélite com possibilidades desde morte pré matura até extensão da sua vida útil. Os mecanismos de detecção, isolamento e recuperação de falhas (FDIR) são responsáveis por detectar e tratar as possíveis falhas, e a verificação e validação destes mecanismos se posta como um grande desafio visto a complexidade do software, a dimensão do sistema, e dos esforços da atividade, além da qualidade exigida do sistema de software crítico. Metodologias de teste baseado em modelos visam padronizar os processos de teste, normatizando-os tanto em termos de qualidade dos testes quanto em termos de esforços requeridos nas atividades de teste. Duas metodologias de teste baseado em modelos, denominadas CoFI e InRob, desenvolvidas no domínio de sistemas espaciais, são estudadas e avaliadas no escopo desse trabalho quanto a suas aplicabilidades em sistemas de controle de atitude e órbita de satélites. O trabalho utilizou-se de uma análise teórica das metodologias frente a exigências de teste da área espacial, e de um experimento prático, no qual as metodologias foram aplicadas em um protótipo de sistema de controle de atitude e órbita. Para este experimento a elicitação de requisitos a serem validados e a implementação do protótipo foram necessárias. A conclusão do estudo aponta forte contribuição das metodologias CoFI e InRob como guia para a construção de modelos comportamentais representativos de um sistema de controle de atitude e órbita, quando mecanismos de FDIR são devidamente considerados nos modelos.