@MastersThesis{Rodrigues:2015:FrVaAu,
author = "Rodrigues, Italo Pinto",
title = "Um framework para valida{\c{c}}{\~a}o autom{\'a}tica de modelos
aplicado ao subsistema de energia de um picossat{\'e}lite",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2015",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2015-12-21",
keywords = "execu{\c{c}}{\~a}o autom{\'a}tica de testes,
simula{\c{c}}{\~a}o, valida{\c{c}}{\~a}o de sistemas
espaciais, verifica{\c{c}}{\~a}o de sistemas espaciais, pico e
nanossat{\'e}lites, subsistema de energia el{\'e}trica,
hardware-in-the-loop, automated functional testing, simulation,
space systems validation, space systems verification, pico and
nanosatellite, electrical power subsystem.",
abstract = "A Engenharia Espacial vem presenciando o avan{\c{c}}o de
sat{\'e}lites miniaturizados, principalmente os pico e
nanossat{\'e}lites, uma vez que, essas classes de sat{\'e}lites
permitem o desenvolvimento r{\'a}pido e com baixo custo de
projeto e atende a uma gama de diferentes aplica{\c{c}}{\~o}es
cient{\'{\i}}ficas e educacionais. A demanda crescente de
nanossat{\'e}lites impulsiona a necessidade de um processo de
verifica{\c{c}}{\~a}o bem definido, de modo a garantir que o
projeto atenda {\`a}s especifica{\c{c}}{\~o}es.
Estat{\'{\i}}sticas mostram que apenas 46\% dos pico e
nanossat{\'e}lites lan{\c{c}}ados entre 2000 e 2015 tiveram
sucesso. Um dos sistemas cr{\'{\i}}ticos, que est{\'a}
diretamente ligado ao sucesso de uma miss{\~a}o {\'e} o
subsistema de energia el{\'e}trica. Devido a suas
caracter{\'{\i}}sticas construtivas, este subsistema apresenta
falhas relacionadas {\`a} manuten{\c{c}}{\~a}o da energia, por
causa do limite da {\'a}rea dos pain{\'e}is solares e do tamanho
da bateria. Na Engenharia Espacial, as atividades de
verifica{\c{c}}{\~a}o e valida{\c{c}}{\~a}o s{\~a}o apoiadas
pelas simula{\c{c}}{\~o}es realizadas nas diferentes fases do
ciclo de vida que permitem antecipa{\c{c}}{\~a}o de problemas.
Os simuladores proporcionam aos sistemas em teste um ambiente
sint{\'e}tico podendo ser compostos com modelos virtuais e/ou com
modelos f{\'{\i}}sicos. Dada a car{\^e}ncia de m{\'e}todos e
procedimentos necess{\'a}rios para aumentar o n{\'u}mero de
miss{\~o}es de pico e nanossat{\'e}lite bem sucedidas, esta
disserta{\c{c}}{\~a}o prop{\~o}e um framework para
verifica{\c{c}}{\~a}o de requisitos e valida{\c{c}}{\~a}o de
modelos, combinando simula{\c{c}}{\~o}es com
execu{\c{c}}{\~a}o autom{\'a}tica de testes. O framework
prev{\^e} tr{\^e}s configura{\c{c}}{\~o}es para a
execu{\c{c}}{\~a}o de testes funcionais, uma
configura{\c{c}}{\~a}o com modelos puramente virtuais, outra com
modelos virtuais com modelo de interface f{\'{\i}}sica e uma
configura{\c{c}}{\~a}o com hardware-in-the-loop. O framework
cobre ainda: (i) defini{\c{c}}{\~a}o de regras para
cria{\c{c}}{\~a}o de modelos proporcionando
reutiliza{\c{c}}{\~a}o dos mesmos, (ii) combina{\c{c}}{\~a}o
dos modelos com fun{\c{c}}{\~o}es de teste, facilitando a
repetibilidade dos testes, e (iii) execu{\c{c}}{\~a}o de
simula{\c{c}}{\~a}o e testes com captura autom{\'a}tica dos
resultados. Como estudo de caso utilizou-se o subsistema de
energia el{\'e}trica do Tancredo 1, um picossat{\'e}lite
brasileiro em desenvolvimento com apoio do INPE. Os programas de
computador desenvolvidos, os modelos do subsistema, os requisitos
e casos de teste, bem como os resultados da simula{\c{c}}{\~a}o
e dos testes s{\~a}o ilustrados com a aplica{\c{c}}{\~a}o do
framework para um caso real. ABSTRACT: The Space Engineering is
witnessing the advance of miniaturized satellites, especially the
pico and nanossat{\'e}lites, since these satellites classes
enable the fast development with low cost project, serving a range
of different applications such as: scientific and educational. The
growing demand for nanosatellites drives the need for a
welldefined verification process in order to ensure that the
project meets its requirements and specifications. Statistics show
that only 46\% of pico and nanosatellite launched between 2000
and 2015 have been successful. One of the critical systems, which
is directly linked to the success of a mission is the power supply
subsystem. Due to their construction, the electrical power supply
subsystem shows failures related to energy maintenance, due to the
limited area of the solar panels and small batteries. In Space
Engineering, verification and validation activities are supported
by simulations at differents life cycle phases that allow
anticipating problems. The Simulators provide synthetic
environment to test systems and that can be composed of virtual
models and/or physical models. Due to the deficiency of methods
and procedures necessary to increase the number of pico and
nanosatellites missions, this dissertation proposes a framework
for requirements verification and model validation combining
simulations and automated tests. The framework provides three
setup tests possibilities: only virtual models, virtual models
with physical interface model and hardware-inthe- loop. The
framework still covers: (i) definition of rules for modeling,
providing reuse, (ii) combination of models and test functions,
allowing test repeatability and (iii) execution of simulation and
testing with automated results collection. As a case study we used
the electrical power subsystem of Tancredo 1, a Brazilian
picosatellite in development with INPEs support. The developed
computer programs, subsystem models, requirements, test cases, and
execution results are illustrated with the application of the
framework to real case.",
committee = "Mattiello-Francisco, Maria de F{\'a}tima (presidente) and
Ambrosio, Ana Maria (orientador) and Santos, Walter Abrah{\~a}o
dos and Martins, Eliane",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "A framework for automated model validation applied to
picosatellite electric power subsystem",
language = "pt",
pages = "169",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3KT8D7H",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3KT8D7H",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "04 jun. 2024"
}