現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)軟件工程化應(yīng)用研討

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摘要：現(xiàn)代設(shè)備的發(fā)展應(yīng)用離不開(kāi)電機(jī)的支持，對(duì)于目前設(shè)備的復(fù)雜性與智能化使得電機(jī)的軟件控制變得十分困難，對(duì)此，本文對(duì)現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)軟件工程化進(jìn)行了解探究，掌握相應(yīng)的控制理論與控制方法，了解軟件工程化與軟件管理工程化的概念以及相關(guān)的應(yīng)用，為今后的軟件發(fā)展打下一定的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：控制技術(shù)；電機(jī)控制；軟件工程化

隨著技術(shù)的發(fā)展，各種型號(hào)的電機(jī)相繼研發(fā)采用，相應(yīng)的控制方式也在不斷增加，給軟件的編寫帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。軟件編寫有著舉足輕重的作用，只有良好的軟件編寫才能夠滿足工作要求。軟件的開(kāi)發(fā)往往是與被控部分相呼應(yīng)，而隨著目前產(chǎn)品種類的變化，復(fù)雜性的提高，使得軟件開(kāi)發(fā)難度越來(lái)越高。傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方式對(duì)于安全性、可靠性而言相對(duì)較差，難以滿足當(dāng)下的軟件控制要求，對(duì)此，需要進(jìn)行相應(yīng)的創(chuàng)新改革。

一、軟件工程化的概念

軟件工程化時(shí)間以往簡(jiǎn)單的軟件編寫進(jìn)行改進(jìn)，使其如同工程一般系統(tǒng)、穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)更好的控制能力與良好的后期維護(hù)。

（一）軟件工程化的概念

軟件工程化是利用系統(tǒng)化、規(guī)范化和數(shù)量化的工程原則，對(duì)軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)維護(hù)[1]。軟件工程化是個(gè)較為復(fù)雜的概念，包含軟件設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，包括技術(shù)問(wèn)題、人員問(wèn)題、管理問(wèn)題等，對(duì)此需要自身的軟件工程進(jìn)行評(píng)估，了解自身軟件狀況，才能達(dá)到軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間、質(zhì)量、成本、服務(wù)的目的。

（二）軟件開(kāi)發(fā)工程化

軟件開(kāi)發(fā)工程化同樣區(qū)別于傳統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)，在軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需要根據(jù)產(chǎn)品進(jìn)行四個(gè)階段的研發(fā)，分別為初始階段、設(shè)計(jì)階段、實(shí)施階段和收尾階段[2]，每一個(gè)過(guò)程都十分重要，缺一不可，軟件工程化需要滲透到每一個(gè)階段當(dāng)中，切實(shí)保證軟件開(kāi)發(fā)的質(zhì)量。首先在初始階段，需要對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)行能力與運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行分析，歸納出技術(shù)方案，通過(guò)多種方案的相互比較得到最優(yōu)方案。得到具體的方案后則開(kāi)始進(jìn)行任務(wù)分配，對(duì)方案設(shè)計(jì)的流程進(jìn)行大體的劃分，制定出設(shè)計(jì)計(jì)劃。計(jì)劃得出之后則分組進(jìn)行軟件的編寫調(diào)試。最后軟件編寫完成后進(jìn)行最終的設(shè)備調(diào)試，無(wú)誤后進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)收工作，以及技術(shù)人員進(jìn)行軟件說(shuō)明書、使用手冊(cè)等輔助工具的編寫，然后進(jìn)行相關(guān)工作的總結(jié)。

（三）項(xiàng)目管理工程化

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)后期的管理越來(lái)越重視，20世界70年代，美國(guó)曾統(tǒng)計(jì)過(guò)軟件項(xiàng)目失敗率，其中70%是由于后期管理引起的，對(duì)此，軟件管理工程化顯得越來(lái)越重要。軟件項(xiàng)目管理工程化利用配置項(xiàng)標(biāo)志、配置項(xiàng)控制、配置項(xiàng)狀態(tài)紀(jì)實(shí)和配置審核來(lái)建立和維護(hù)產(chǎn)品的完整性[3]。通過(guò)以上四個(gè)方面的項(xiàng)目管理實(shí)現(xiàn)管理環(huán)節(jié)的環(huán)環(huán)相扣，保證了軟件的整體的實(shí)施能力。

二、軟件工程化應(yīng)用實(shí)例

（一）近空間飛行器電推進(jìn)系統(tǒng)軟件工程化

對(duì)于航空航天設(shè)備而言，其精確運(yùn)動(dòng)的重要性不言而喻，每一步運(yùn)動(dòng)的失誤都將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的失敗，對(duì)此，需要針對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)思考，尤其是在軟件控制方面，由于軟件問(wèn)題引發(fā)的問(wèn)題故障不在少數(shù)，對(duì)此，找出飛行器的軟件控制原因是目前的重點(diǎn)問(wèn)題。飛行器的控制方式為通過(guò)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)減速器降速增扭帶動(dòng)螺旋片的轉(zhuǎn)動(dòng)，其中電機(jī)是動(dòng)力源，是螺旋起停、變向、變速的控制者，檢測(cè)模塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的反饋，完成閉環(huán)控制。而電動(dòng)機(jī)的控制需要上位機(jī)與下位機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)作才能夠完成，通過(guò)上位機(jī)的信號(hào)發(fā)送給下位機(jī)，下位機(jī)通過(guò)識(shí)別，進(jìn)行命令的下達(dá)，使得電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的操作，而通過(guò)反饋使得控制系統(tǒng)能夠?qū)?shí)際的運(yùn)動(dòng)效果與運(yùn)動(dòng)能力進(jìn)行識(shí)別。在進(jìn)行相關(guān)的了解之后，需要對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的軟件編寫，其中需要下位機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制程序編寫，上位機(jī)的界面設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)需要與下位機(jī)的控制點(diǎn)相搭配，兩者相互連貫才能夠?qū)崿F(xiàn)有效的控制。而其中最重要的就是下位機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制部分，其中包括主程序模塊、轉(zhuǎn)速模塊、AD采集模塊等。在進(jìn)行軟件的編寫時(shí)需要注意相應(yīng)的規(guī)范，方便后期的調(diào)試維護(hù)，并做好相關(guān)的說(shuō)明書，調(diào)試報(bào)告等內(nèi)容。

（二）一體化燃油泵用電機(jī)控制軟件工程化

一體化燃油泵需要對(duì)燃油供應(yīng)量的大小與供應(yīng)時(shí)間進(jìn)行控制，對(duì)此進(jìn)行相關(guān)的控制時(shí)應(yīng)該針對(duì)該方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要實(shí)現(xiàn)電機(jī)的起停、轉(zhuǎn)速與狀態(tài)識(shí)別三個(gè)方面，在了解相應(yīng)的控制內(nèi)容后需要對(duì)具體的控制內(nèi)容進(jìn)行軟件實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)軟件的整體控制方向進(jìn)行了解，如設(shè)備之間的通訊方式、執(zhí)行條件以及反饋因素等，進(jìn)而進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)的基本處理流程、組織結(jié)構(gòu)、模塊劃分、功能分配、接口技術(shù)和出錯(cuò)處理設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)是需要條理清楚，分層遞進(jìn)。該項(xiàng)目的軟件工程化是要保證軟件的設(shè)計(jì)流程條理有序，從初始階段都后期的收尾都做到有序進(jìn)行。除了軟件的編寫，需要軟件管理工程化，即對(duì)該軟件開(kāi)發(fā)后期維護(hù)與設(shè)備應(yīng)用進(jìn)行保證。

三、結(jié)論

對(duì)于當(dāng)下的高速發(fā)展，必須有相應(yīng)的技術(shù)條件進(jìn)行支持，對(duì)于現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)軟件工程化而言，已經(jīng)成為了必然趨勢(shì)，在目前復(fù)雜的控制過(guò)程中，需要軟件工程化來(lái)使控制過(guò)程變得穩(wěn)定可靠，并且實(shí)現(xiàn)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、可靠的控制要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]軟件工程化在裝備軟件研制中的應(yīng)用[J].何加浪.軟件導(dǎo)刊.2013（10）.

[2]現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)軟件工程化運(yùn)用研究[J].賀夢(mèng)穎，王顯承，曹強(qiáng)，竇滿峰.微電機(jī).2015（04）.

[3]論軟件工程化過(guò)程中的質(zhì)量管理[J].許琴.電子技術(shù)與軟件工程.2017（16）

作者:張凱強(qiáng) 單位:新疆科技館