双余度信号容错处理与故障注入方法

在航空、航天以及工业控制领域,为提高系统的可靠性及容错能力,会对关键信号采用冗余设计,而双余度信号则是经常使用的一种冗余策略。文中介绍了一种双余度处理技术,同时为减少系统开发成本,设计采用了软件的故障注入技术,并通过软件故障注入技术对该处理技术进行验证,验证结果表明,该处理技术是有效、可行的。     

三余度数字式伺服电机控制器的设计

介绍了一种基于DSP和FPGA的三余度数字式伺服电机控制器,该控制器采用"3+2"冗余方案进行设计,即数字控制部分采用三模冗余容错方式,功率驱动部分采用双余度驱动控制,其中数字控制部分的三模冗余容错工作模式具备故障检测、隔离、系统降级运行能力;驱动部分使用两套独立的功率驱动电路驱动交流同步电机的两路绕组,当判断一路驱动电路出现问题时,可通过软件操作使用另外一路功率驱动电路进行控制。     

四余度容错管理算法的设计与实现

利用余度技术可以很好地提高控制系统的任务可靠性。余度设计的关键技术就是余度管理策略和方法,系统的容错能力主要是通过余度管理来实现的。文章详细描述了四余度容错计算机实现余度管理算法的设计思路。采用这样的设计使得系统结构紧凑,在保证实时性的同时提高了系统任务可靠性和安全性。     

复合式余度机电作动器的容错转矩

本文阐述一种复合四余度机电作动系统，在分析双重绕组的电机控制系统的基础上对电机的功率损耗进行分析；并提出了系统可能的几种容错运行方式，分析了容错工作方式的运行性能；进而对功率电路部分在容错工作方式下的损耗进行分析。分析结果表明，采用复合余度结构的机电作动系统，具有系统控制要求的容错能力，提高了系统的任务可靠度，可作为未来飞机机电作动系统的余度方案之一。     

飞行控制计算机的余度分析与设计

本文从工程实际出发,简述了飞行控制计算机的双余度管理策略,设计方案结合了硬件余度和软件容错技术,在系统软件中应用了故障监控、余度管理和表决技术等,大大提高了飞行控制计算机的可靠性,保障直升机的飞行安全。     

多余度飞控计算机通道故障逻辑技术研究

在航空电子系统中,飞控计算机系统用于控制飞机的飞行功能,要求具有极高的可靠性,必须采用容错技术来满足要求。容错的重要方法是冗余。目前的飞控计算机系统,大多采用双余度、三余度及四余度的容错计算机。在余度计算机中,每一余度称为一个通道,每个通道均具有输出控制能力,因此余度计算机输出控制权的确定和交接就变得至关重要。介绍了道故障逻辑的功能需求和结构,重点研究了一种3×2余度飞控计算机系统通道故障逻辑的设计。     

机载综合控制管理设备的余度设计

提高安全性和可靠性是机载设备的设计重点，余度技术是系统或设备获得高可靠性的设计方法之一。当系统发生故障时，余度系统能够自动完成系统重构，继续带故工作，从而提高系统的任务可靠性和安全性。从余度数目选择、余度结构、余度管理及策略设计、余度系统的单点故障影响分析和共模影响分析等几方面介绍了机载设备余度设计方法，同时分析了余度设计对设备的有利和不利影响，具有一定工程实用价值。     

飞行控制计算机余度管理策略研究

为满足系统可靠性指标的要求,采用了余度技术,研制了双通道余度飞行控制计算机.在该研究对象的基础上,进行了一种硬件冗余和软件管理的余度管理策略的研究和设计,提出了多余度信号监控表决算法、基于CAN总线的故障检测机制和系统重构与恢复的方法.故障注入实验表明,样例余度飞行控制计算机在遇到故障时能够实时检测出故障,诊断故障类型,并对故障进行处理,完成系统重构,提高了飞行控制系统的任务可靠性,保证无人机的飞行安全.     

飞机机电核心处理机余度管理技术研究

飞机机电核心处理机是整个机电系统的大脑,任务可靠性直接关系到飞机及机上人员安全。提高机电核心处理机任务可靠性和容错能力的关键在于余度管理。文章分析了飞机机电核心处理机余度管理需求,设计了一种余度管理方法。通过仿真实验,证明了该方法可有效提高机电核心处理机的任务可靠性,具备一定的工程实用价值。     

光纤通道仲裁环网的容错技术研究

为了满足机载分布式计算系统内部数据传输的高带宽和高可靠性需要,文中提出了面向机载分布式计算系统应用的光纤通道仲裁环网的容错技术,即硬件冗余和重构算法．重点讨论了光纤通道接口设计,四余度光纤通道仲裁环网的互连结构,以及四余度光纤通道仲裁环的故障分类、模式切换和重构算法．     

飞机固态二次配电装置SPDA的余度设计

为提高配电系统可用度,现代飞机广泛采用固态二次配电装置SPDA来取代传统的由继电器/断路器组成的配电系统,它避免了机电式控制装置在开通/关断瞬间产生的电弧,同时也提高了系统使用寿命。SPDA的高可用度除了依赖固态功率控制即SSPC技术外,在系统架构的设计上,采用了余度管理技术。其中计算技术采用了硬件的余度设计思想,而输入/输出模块则采用了软件的余度设计。在定量分析了采用余度管理技术对系统可用度的影响后,得出的结论是采用硬件余度的计算技术的可用度从原有的99.999%提高到99.999 999 98%,采用软件余度的输入/输出模块的可用度从99.998%提高到了99.998 999 99%。     

基于背板总线的机电系统重构技术研究

文章提出的机电综合管理系统重构技术,通过串行容错背板总线以及实时健康监控软件,解决了余度核心处理器和余度接口之间的交叉控制、交叉访问等问题,与传统的双余度系统相比任务可靠性有了极大提升;提出了机电管理系统分级故障监测和重构机制,实现了接口级功能备份、模块级无缝切换等不同级别的重构,将容错和重构级别从传统的通道级细化到接口级,提高了机电系统的容错能力和可靠性。     

双—双余度飞控计算机架构及其可靠性分析

飞控计算机是自动飞行控制系统数据处理、控制和综合的核心,其可靠性直接影响着飞机的飞行安全,余度架构设计是解决飞控计算机高可靠性问题的有效途径。针对自动飞行控制系统的可靠性要求,文章提出一种新型双-双余度飞控计算机的架构方案,概括描述了其体系结构设计和工作原理,并利用马尔可夫模型进行了可靠性分析。数据结果表明,双—双余度飞控计算机架构满足容错要求,提高了自动飞行控制系统的可靠性,可作为设计高可靠性长航时飞控计算机的参考方案。     

AFDX交换机的低成本双余度交换功能设计

介绍了非余度AFDX交换机的系统结构,针对其交换功能进行了硬件、逻辑和软件层面的细致分析,提出了三个层次的双余度AFDX交换机设计方案,经过对比分析,在单余度AFDX交换机软件层次上重新设计配置解析软件实现双余度AFDX交换功能,建立了一个低成本的双余度AFDX网络验证环境,经过实际测量和理论分析,低成本双余度AFDX网络的余度网络转发延时满足ARINC664 Part7规范对冗余数据帧最大偏移值SkewMax的要求。     

机载电液作动器驱动器的双余度控制

机载静电液作动器将传统作动器的液压源驱动改为电能驱动,由电动泵直接驱动液压泵,具有结构简单、效率高和容错性强等优点,是多电飞机研究的重要内容。本文研究的静电液作动器的驱动部分,是采用了一种双绕组无刷直流电机,其定子绕组由电角度相差30o的两套绕组构成,并且由两套独立的电路驱动,从而实现电气双余度控制。文中提出了双余度系统的"故障——工作"的容错控制方式,说明了双余度控制的高可靠性。最后,给出实验结果,验证了双余度控制的优点。     

强功能无人飞机飞行器管理计算机容错体系架构研究

无人作战飞机作为无人飞机的新型机种,极大地扩充了无人飞机的应用范围,同时也对无人飞机的研制提出了新的要求.文章针对强功能无人飞机平台功能的需求特点,论述了其飞行器管理计算机的容错体系结构及系统构型,并进行了对比分析和选型.架构选型可满足强功能无人飞机飞行器管理计算机用作不同安全需求应用和不同余度配置需求应用的共享平台,实现具有高可靠性、可配置和可升级的飞行器管理计算机平台.     

综合化航电系统余度光纤网络的研究与分析

随着光纤通信技术的发展,光纤网络已逐步成为综合化航电系统的核心主干网络。文章主要提出了综合化航电系统余度光纤网络的框架结构,分析了余度光纤网络的余度技术,研究了余度光纤网络的可靠性和故障恢复分析,为综合化航电系统光纤网络的余度设计提供可参考的依据。     

基于机载机电控制与管理计算机（USMC）容错技术的研究

机载机电系统是支持飞机正常、安全飞行工作所必需的,对飞机发动机和航空电子等设备的正常执行起着保障作用.为了提高机载机电系统的可靠性,机电系统采用了双余度结构,以达到故障容错,进而实现整个飞机系统的高可靠性和安全性.重点介绍了机载机电控制与管理计算机的容错体系结构的设计方案和工作原理,分析了系统的容错管理策略,研究了支持双余度计算机实现的故障检测及重构等关键技术.     

机载供电系统处理机余度管理技术研究

针对飞机供电系统越来越高的可靠性和灵活性要求,文章对供电系统处理机的余度管理技术进行了分析和研究,设计并实现了同步机制、交叉传输与比较监控、通道控制逻辑和余度处理策略等功能。该技术采用同构型的架构实现了双余度管理,在故障时可进行系统重构,成功实现了一次故障工作,二次故障安全,具有较高的任务可靠性和安全性。     

基于PowerPC和X86的二余度非相似飞控计算机系统设计与实现

为了抑制共模故障和提高飞控计算机系统的可靠性,设计实现了一种二余度非相似的飞控计算机原型系统。首先,给出了该系统的硬件结构和原理,硬件结构包括基于PowerPC和X86处理器构成的主副通道、用于交叉通信的双口RAM、基于FPGA的仲裁模块等部分;其次,系统中的余度控制软件部分主要给出了任务同步和仲裁处理软件模块的软件实现流程图,这是非相似余度的关键问题;最后,在实现实物系统的基础上,开展了一系列的仿真实验,验证了该设计系统的可行性。