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Beccal实验设计和控制软件
摘要 - 本文介绍了负责在Bose-Einstein冷凝物和冷原子实验室（BECCAL）任务中设计和执行实验的软件，这是一项具有超冷和凝结原子的实验。该软件由两个部分组成：实验控制软件和实验设计工具。第一个对应于有效负载上运行的软件，并且负责控制和执行实验，而后者是科学家使用的工具来创建实验定义，以后将上传到要执行的仪器。为了克服以如此复杂性开发软件的挑战，决定遵循一种模型驱动的开发方法。已经创建了几种特定领域的语言（DSL），以允许科学家以特定于领域的方式描述他们的实验。然后，这些描述由不同的口译员上传和执行。本文详细介绍了实验控制软件的体系结构以及组成它的不同模块，以及用于描述新实验的开发语言和工具。本文还讨论并评估了软件的某些重要方面，例如与类似任务中使用的其他方法相比，所选方法的弹性以及所选方法的优势和缺点。开发的软件也将用于MAIUS-2/3任务。
通过地面控制软件对自主系统的动态保证
I.引言案件越来越被公认为是对具有自主功能的复杂系统建立信任的一种方式[1]。保证案例是一种全面，可辩护和有效的理由，即系统将按照特定任务和操作环境的目的运作。具有自主能力的系统的这种理由通常基于各种概率定量[2]。由于这些系统运行的环境条件的动态性质以及自主系统本身的变化性质，这些概率量化在设计时间内不能简单地估算一次。相反，需要在系统操作期间不断评估它们，以确保保证案例的合理性有效。我们指的是将静态元素和动态元素作为动态保证情况（DAC）结合的保证案例。这种具有自主功能的复杂系统通常使用地面控制软件（GCS）组件部署，以实现远程操作。该系统是由单个单元还是单位舰队组成，已部署的分布式或远程环境中，GCS是对部署系统行为的窗口。它从系统接收遥测，向系统发出命令，并提供各种功能来可视化系统性能。我们提出了一个动态保证框架，其中GC是自主系统与其DAC之间的中继。GCS本身可用于使用传入遥测来跟踪单位特异性和系统范围的概率定量。我们将这些量化嵌入了整个DAC，作为可以由外部来源更新的变量。我们使用GC定期更新这些变量，这使我们能够不断评估正式定义的保证案例合同。我们在NASA AMES项目中展示了我们动态的保证框架，该框架旨在开发能够自主绘制其环境的流浪者队伍。流浪者合作工作，每个人都会为环境的不同部分收集数据。每个漫游者运行相同的核心飞行系统（CFS）[3]应用程序。Troupe使用Openc3 Cosmos [4]作为接地系统，并提倡[5]捕获DAC系统。我们使用该方法将保证案例与正式验证[6]与正式的运行时监控工具联系起来。特别是，我们使用FRET工具[7]来形式化倡导者中捕获的要求。然后，我们利用OGMA [8，9]和Copilot [10]工具及其与FRET的集成的功能来生成CFS监视器，并获得更新系统DAC所需的系统信息。我们展示了如何使用其红宝石脚本编辑器在宇宙中捕获漫游车特异性和系统范围的量化，并将其传递到倡导者中建模的DAC中。然后，我们展示了如何将这些传入变量嵌入DAC的不同部分以及如何观察到其更新的效果。
通过地面控制软件对自主系统的动态保证 *
保证案例已成为建立对复杂自主系统的信任的一种方式。需要根据当前的系统上下文和性能不断重新评估此类系统的许多保证案例辩护。自主系统，尤其是部署在远程环境中的系统，通常具有一个地面控制系统，可实现监视和远程操作。在本文中，我们提出了一个动态保证框架，旨在将保证案例与地面控制系统联系起来。我们使用地面控制系统来促进在保证案例中支持各种理由的定量保证措施的动态评估。我们证明了NASA AMES研究中心项目团的拟议动态保证框架。我们使用内部和外部工具的组合来确定保证措施，正式化相关要求并生成将数据馈送到外部地面控制系统的监视器。
实时量子控制系统的模块化软件
摘要 - 真实的时间控制软件和硬件对于操作量子计算机至关重要。，该软件在弥合量子程序和量子系统之间的缝隙中起着至关重要的作用。不幸的是，当前的控制软件通常以特定系统的价格优化，以易任性和可移植性为代价。我们为模块化实时量子控制软件提出了系统的设计策略，并证明模块化控制软件可以将内核的执行时间平均减少63.3％，而不会增加二进制尺寸。我们的分析表明，两个截然不同的系统的模块化控制软件可以共享49.8％至91.0％的涵盖代码语句。为了演示软件体系结构的模块化和可移植性，我们在两个不同的离子陷阱量子系统上运行便携式随机基准测试实验。索引术语 - 真实时间控制系统，模块化软件，软件可移植性，量子计算
评估用于控制软件定义超材料的能量收集太赫兹纳米网络的可靠性
在太赫兹 (THz) 频段工作的电磁纳米网络正在成为一种有前途的技术，用于支持各种纳米级应用。在这种尺度下，使用电池在许多情况下是不可行的，因此纳米节点预计只使用依赖能量收集的电容器来工作。这将导致能量存储容量受限且充电速率不可预测，进而导致纳米节点的非周期性间歇性开关行为。这种模式目前在很大程度上尚未被探索，因此很难断言可实现的网络可靠性。为了提供初步见解，我们研究了在接收纳米节点间歇性开关行为的情况下，单跳下行链路广播场景中纳米级 THz 通信的可靠性。我们这样做是因为我们相信可靠的通信与软件控制的超材料应用高度相关。我们的结果表明，需要智能选择能级来打开和关闭无电池纳米节点。此外，也许与直觉相反，我们证明数据包的重复会大大降低所考虑的纳米网络的可靠性。
评估用于控制软件定义超材料的能量收集太赫兹纳米网络的可靠性
在太赫兹 (THz) 频带中工作的电磁纳米网络正在成为一种有前途的技术，用于支持各种纳米级应用。在这样的规模下，使用电池在许多情况下是不可行的，因此纳米节点预计仅使用依赖能量收集的电容器来工作。这将导致能量存储容量受限且充电速率不可预测，进而导致纳米节点的非周期性间歇性开关行为。这种模式目前基本上尚未被探索，因此很难断言可实现的网络可靠性。为了提供初步见解，我们研究了在接收纳米节点间歇性开关行为的情况下，在单跳下行链路广播场景中纳米级 THz 通信的可靠性。我们这样做是因为我们相信可靠的通信对于软件控制的超材料应用非常重要。我们的结果表明，需要智能选择能级来打开和关闭无电池纳米节点。此外，也许与直觉相反，我们证明了数据包的重复会大大降低所考虑的纳米网络的可靠性。
ISL-ESRD-TR-14-03，“用于开发核电站安全相关数字仪表和控制软件的工具指南评估”，-任务 2 报告：实践状况分析。
近年来，软件工具在新型反应堆设计、开发以及现有反应堆升级和运行中的应用不断增加。总体而言，如果软件工具设计精良、开发细致、测试严格且使用得当，则其使用效率比传统开发流程更高，并且可能比手动工程流程产生更少的故障。但是，自动化工具或工具辅助工程活动中未检测到的故障可能会对核安全造成严重风险。对于核工业的所有利益相关者（包括设备供应商、公用事业许可证持有者和政府监管机构）而言，拥有良好的流程和一致的方法来评估软件工具在核安全系统中使用的安全性非常重要。但是，目前美国核工业中还没有针对软件工具资格或认证的具体、详细的标准和普遍接受的做法。
长期作业UUV技术研究
明确了（1）船体部件模块化、（2）部件设备模块化、（3）控制软件模块化的接口，并获得了以模块化结构实现UUV的前景。 规范制定的结果将汇总为《UUV模块化标准（草案）》。