基于状态图的航天器测试用例设计

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1、第23卷第6期航天器工程V01．23No．62014年12月SPACECRAFTENGINEERING135基于状态图的航天器测试用例设计吕笑慰王华茂闫金栋(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要为进一步提高航天器测试效率和测试覆盖性，提出了一种基于状态图的航天器测试用例设计方法，以状态图模型作为测试用例设计的依据，通过模型覆盖准则，由算法生成测试用例，并以自主热控功能的测试为例，对新方法进行了可行性验证，给出了原始用例和新用例的比较结果。该方法有利于准确衡量测试用例覆盖率，缩短用例设计时间，可为工程应用提供参考。关键词航天器测试；状态流；状

2、态图模型；测试生成算法中图分类号：V416．6文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2014．06．022ResearchofStatecharts—basedTestCaseDesigninSpacecraftTestLYUXiaoweiWANGHuamaoYANJindong(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：InordertOimprovethetestefficiencyandtestcovera

3、geofspacecraft，thispaperpropo—sesanoveltestcasedesignapproachbasedonstatechartstheory．Thismethodusesstatechartsmodelastestcasedesigningreferenceandderivestestcasesfromgenerationalgorithmwhichsat—isfiescertaincoveragecriteria．Tovalidatethefeasibility，weapplythenewapproachintherma

4、lcontrolsoftwaretestingandthenprovidethecontrastresultsbetweenthenewtestcasesandtheoriginalones．Thistechniquenotonlyrealizestheaccuratecoveragemeasurementoftestcases，butalsoreducestesttime，providingengineeringapplicationreference．Keywords：spacecrafttest；stateflow；statechartsmode

5、l；testgenerationalgorithms1引言航天器综合测试作为验证航天器设计的主要阶段，在航天器研制过程中占据着重要地位，而测试用例设计的优劣，对综合测试的效率起着决定性作用。目前，综合测试的测试用例设计方法是：设计人员依据用户需求、测试大纲、测试要求等文件，分析待测的功能，结合自身工程经验，设计测试用例。这种基于文档的设计方法耗时长，易出错，测试用例的质量对测试人员的经验依赖程度高。随着航天器复杂度的不断增大，目前的用例设计方法将难以适应未来航天器的测试需求，而基于模型的测试用例设计方法提供了一种由模型自动生成测试用例的新的思路，主要包

6、括建模、覆盖准则选取、生成算法设计、用例转化4个步骤。相比于基于文档的用例设计方法，新设计方法要求首先建立一个被测系统行为模型，从而精确、无歧义地描述系统行为，并且模型的可执行性提供了仿真验证环境，有利于在设计早期发现错误，减少后期隐患。同时，根据覆盖准则对测试用例覆盖率进行准确衡量，算法生成用例减少了用例设计时间，稳定了用例质量。收稿日期：2014—06—23；修回日期：2014—08—20基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：吕笑慰，女，硕士研究生，从事航天器测试工作。Email：lvxiaoweil222@126．conn_。航天器工程基于模型

7、的测试有若干种，文献[1]中对若干种模型进行了分类，包括Petri网、马尔科夫链、状态图等，并就各类模型的适用系统类型进行了分析。由于航天器测试的原理是依靠遥测、遥控，对系统施加激励信号，获得其响应信号，通过对激励信号和响应信号进行分析得出测试结论[2]，故本文采取适用于描述复杂反应系统的状态图模型。文献[3—4]介绍了状态图理论以及Stateflow平台下的状态图建模、仿真方法。对基于状态图测试的用例生成问题，刘攀口1等人在原有的覆盖准则基础上提出了最小测试成本迁移覆盖算法，实现了无冗余测试序列的自动生成。然而，该算法不能找到具有欧拉路径状态图的最简

8、迁移路径，并且其生成的测试序列不是由初态开始，其算法效率及有效性均不理想。本文首先介绍了状态图