基于ATML的机载电子系统原位测试系统设计与实现

针对直升机机载电子系统在执行任务过程中故障检测和隔离困难,外场维修保障效率低下,且缺乏快速有效故障检测工具现状的问题,设计了基于ATML标准的机载电子系统原位测试系统。阐述了原位测试系统的基本组成、工作原理、硬件结构、软件架构和测试电缆转接设计方法,以某型机载配电系统为案例进行原位测试需求分析及测试方案设计。利用基于ATML标准的测试软件平台SGTS进行原位测试程序开发,并将该方法应用至某型直升机原位测试系统研制。经实际验证,该原位测试系统的使用大幅提升了机载电子系统的故障检测与隔离率指标,为直升机外场排故提供了有效便捷的手段,提高了外场维护效率。     

基于PXI和LabVIEW的武器挂架综合测试系统设计

根据目前军用飞机武器挂架的测试需求,采用PXI平台与虚拟仪器控制技术开发了一套新型武器挂架综合测试系统.该系统采用独特的设计方法满足了测试对象的内场与外场试验要求,并且适用于多种型号武器挂架的检测;基于扩展性良好的PXI平台对测试系统的硬件结构进行了总体设计;对其软件进行模块化设计和实现;采用分体式结构设计便于内场与外场试验的转换.应用结果表明,该系统运行稳定可靠,测试准确度高,具有一定的实用性和推广价值.     

统一消息服务系统的分析与设计

讨论的统一消息服务（UMS）系统的基本设计思想是基于通信系统里面的两个基本概念：（1）统一消息封装；（2）数据交换。在此基础上提出了一种基于统一消息数据封装和基于数据共享技术的消息交换来实现UMS系统的设计思路；同时分析了UMS系统的组成和体系结构，最后给出了UMS系统的一种设计实现方案。     

基于反射内存网的飞行控制系统试验环境设计

针对服役周期内飞行控制系统的大修、延寿、外场典型故障验证的维护保障问题,为满足飞行控制系统性能测试和验证需求,提出了利用反射内存网开发飞行控制试验环境的方案。试验环境基于星形拓扑结构的反射内存网,采用开放式的单一网络硬件架构,并对其硬件接口测试系统进行了选型与设计,对反射内存、飞行仿真系统、接口测试系统软件进行了设计与开发。介绍了试验状态切换、多平台实时数据交互、统一时序调度、接口控制文件（ICD）的XML描述等设计与选型注意事项。经测试验证,试验环境运行稳定可靠,满足系统的功能、精度和高实时性要求,达到预期设计目的。     

基于PLC与WinCC的采煤机监控系统

采煤机工作环境的复杂性对监控系统提出更高要求,为提高其可靠性与实时性,采用了分布式系统结构,通过PROFIBUS-DP总线技术实现系统网络配置,设计搭建了以SIMATIC S7-300 PLC为控制核心和以WinCC组态技术为平台的采煤机远程监控系统。根据系统的监控要求,完成了PLC硬件配置、上位机监控系统以及远程在线监控设计,实现了采煤机工况数据的在线显示、故障报警和远程控制。     

基于Simics的系统级故障注入平台

故障注入技术是评价系统可靠性的有效方法。现有基于仿真的故障注入平台大多基于现场可编程门阵列或超高速集成电路硬件描述语言实现,对故障模型的支持非常有限。为此,基于Simics结构级模拟器,设计并实现系统级硬件故障注入平台。该平台上层支持不同固件、操作系统以及应用程序,底层支持对处理器典型流水部件的故障注入,同时实现瞬时故障、永久故障和间歇故障模型以及其他较全面的故障类型,并将一组系统级故障检测机制集成入平台中。实验通过监测硬件故障在系统级的传播,对比分析了故障对不同部件造成的系统级影响,结果表明,瞬时故障对系统影响较小,永久故障容易引起系统失效,间歇故障对各部件有不同程度的干扰作用。     

便携式APU数控系统硬件在环仿真平台研究

针对APU控制系统硬件在环仿真平台体积大、重量大,难以满足控制器在外场测试、实验的要求,设计便携式硬件在环仿真设备;普通硬件在环仿真平台,发动机模拟功能和飞控模拟及监控功能分别使用一台工控机;为了实现便携式,综合这两个功能于一台高性能便携式PXI工控机。设计便携式信号调理箱、传感器模拟和执行机构模拟方法组成平台的硬件系统;使用LabWindows/CVI的多线程方法,提高软件实时性,设计平台的软件系统;使用系统辨识法设计APU起动停车模型,使用部件法设计APU稳态工作模型;组成硬件在环仿真平台;便携式仿真平台与电子控制器联合进行APU起动、稳态运行、停车等工作模式的仿真试验,仿真试验结果表明:该平台能够稳定、实时模拟APU工作状态。     

DCS失电故障分散控制系统维护平台设计

由于传统分散控制系统对DCS失电故障风险评估准确率较低、可靠性差,导致系统控制精度低。提出设计一种DCS失电故障分散控制系统维护平台。根据DCS失电故障分散控制系统在电源、系统和通信结构中经常出现的失电故障风险分析和系统硬件馈线结构,从失电故障发生概率和故障断电损失两个方面建立风险评价指标,并以该指标为基础,以常出现故障问题为渠道,构建失电故障风险评估数学模型,通过故障风险评估模型完成控制系统维护平台的设计。实验结果证明,该维护平台可有效提高DCS失电故障分散控制系统的控制准确率和可靠性。     

基于ARM和Linux嵌入式平台的故障录波器通信接口设计

针对传统的微机型故障录波器在硬件配置、成本及可靠性上的问题,设计了一种以ARM和DSP为系统硬件,Linux操作系统为软件平台的故障录波器结构,DSP用于执行计算密集型操作,ARM平台完成终端控制以及外部通信,形成相对精简优化的软硬件结构,详细研究了主机口HPI技术,实现了双核之间的命令控制和高速数据通信。     

多普勒信号模拟器测控平台设计

在外场试验条件下对弹丸速度进行测量,不仅测量成本高、周期长,而且在测试条件不完善的情况下,无法完成对测试系统的验证。针对这些问题,设计了基于智能平板的多普勒信号模拟器。在介绍硬件工作原理的基础上,详细描述了基于PXI6711板卡生成多普勒信号和基于PXI5122板卡高速数据采集的过程及实现。测试结果表明,设计的多普勒信号模拟器测控平台结构简单、用户操作性强,且容易升级,可广泛应用于测速雷达及其相关测试平台的检测。     

基于虚拟仪器的遥控系统自动测试技术

潜艇主机遥控系统是潜艇主动力系统的关键部件,其工作状态和接口信号十分复杂。结合虚拟仪器的思想,充分利用计算机的强大功能,合理整合软硬件资源,详细分析了构建自动测试系统的各个环节,研究了实现过程中的关键技术。利用标准化、通用化的硬件资源,配以自行研制的接口电路,构建了自动测试系统的硬件平台,实现了激励和测试功能。通过编制完善的软件,完成了繁杂的数据分析和逻辑推理功能。该自动测试系统能够实现遥控系统整机和各分机的性能测试,并能够对故障设备进行详细的故障诊断,将故障定位到元器件或者回路。     

基于PAS-300M DCS平台的监控软件设计与实现

基于国电南京自动化股份有限公司新一代的分散控制系统PAS-300M的硬件平台,采用Visual C 、eXtremeDB、SQLServer和VBA等开发工具和网络通信协议,设计并实现了分散控制系统的软件.介绍分散控制系统PAS-300M系统软硬件总体结构,重点分析了监控组态软件的设计与实现.介绍了其中的关键技术即实时内存数据库eXtremeDB技术、数据库组态及图形组态软件、监控画面的分析与设计等.     

汽车变速箱嵌入式诊断系统设计与实现

嵌入式技术作为一种在线诊断故障的实现手段,已愈来愈为众多专家、学者和工程技术人员所关注。针对汽车变速箱,设计开发一套基于嵌入式技术与故障诊断技术的汽车变速箱故障诊断系统,并对汽车变速箱故障嵌入式诊断系统的硬件、软件进行简单研究,提出基于多支持向量机的汽车变速箱故障识别方法,并对相关技术开展深入研究。所研究的相关技术及系统的实现方案为嵌入式技术在相关动力装置故障诊断中的有效应用提供一条切实可行的途径。     

集中式燃油测量系统的双机容错设计与实现

分析了飞机燃油测量系统的发展方向,介绍了集成式燃油测量系统的结构,从提高可靠性的角度对集中式数字燃油测量系统进行了总体设计,并以单片机为基础实现了中央测量单元的双机容错设计。重点分析了双机容错结构的故障监测原理和系统重构策略与过程,给出了故障监测和系统切换的硬件与软件框图。该设计也可用于一般计算机测控系统。     

熔丝沉积快速成形的控制及软件系统的研究

基于国内需要开发了熔丝沉积快速成形(FDM)设备,介绍了其工作原理及硬件控制结构设计,并详细描述了控制及软件体系结构。软件体系结构包括处于内核态的驱动程序和处于用户态的数据处理部分软件。数据处理部分包括硬件抽象层、读取接口数据文件、虚拟机及上层GUI应用程序。     

SUPRENUM: A trendsetter in modern supercomputer development

The designer of a numerical supercomputer is confronted with fundamental design decisions stemming from some basic dichotomies in supercomputer technology and architecture. On the side of the hardware technology there exists the dichotomy between the use of very high-speed circuitry or very large-scale integrated circuitry. On the side of the architecture there exists the dichotomy between the SIMD vector machine and the MIMD multiprocessor architecture. In the latter case, the ‘nodes’ of the system may communicate through shared memory, or each node has only private memory, and communication takes place through the exchange of messages. All these design decisions have implications with respect to performance, cost-effectiveness, software complexity, and fault-tolerance.

In the paper the various dichotomies are discussed and a rationale is provided for the decision to realize the SUPRENUM supercomputer, a large ‘number cruncher’ with 5 Gflops peak performance, in the form of a massively parallel MIMD/SIMD multicomputer architecture. In its present incorporation, SUPRENUM is configurable to up to 256 nodes, where each node is a pipeline vector machine with 20 Mflops peak performance, IEEE double precision. The crucial issues of such an architecture, which we consider the trendsetter for future numerical supercomputer architecture in general, are on the hardware side the need for a bottleneck-free interconnection structure as well as the highest possible node performance obtained with the highest possible packaging density, in order to accommodate a node on a single circuit board. On the side of the system software the design goal is to obtain an adequately high degree of operational safety and data security with minimum software overhead. On the side of the user an appropriate program development environment must be provided. Last but not least, the system must exhibit a high degree of fault tolerance, if for nothing else but for the sake of obtaining a sufficiently high MTBF.

In the paper a detailed discussion of the hardware and software architecture of the SUPRENUM supercomputer, whose design is based upon the considerations discussed, is presented. A largely bottleneck-free interconnection structure is accomplished in a hierarchical manner: the machine consists of up to 16 ‘clusters’, and each cluster consists of 16 working ‘nodes’ plus some organisational nodes. The node is accommodated on a single circuit board; its architecture is based on the principle of data structure architecture explained in the paper. SUPRENUM is strictly a message-based system; consequently, the local node operating system has been designed to handle a secured message exchange with a considerable degree of hardware support and with the lowest possible software overhead. SUPRENUM is organized as a distributed system—a prerequisite for the high degree of fault tolerance required; therefore, there exists no centralized global operating system. The paper concludes with an outlook on the performance limits of a future supercomputer architecture of the SUPRENUM type.     

一种数字控制器的嵌入式BIT系统设计

针对某导弹测试周期长，信号测试困难，故障诊断能力不足等的缺点，提出了采用数字控制器嵌入式BIT系统的设计思想，并给出了软，硬件设计思路和相应的测试步骤.     

基于遥测数据分析的无人机故障诊断系统设计

传统无人机故障诊断系统故障传感器与故障算法间的逻辑变量存在差值,当故障点存在于传感器结构内部时,无法及时感知并反馈故障数据,导致系统软件部分分析算法分析异常,故障信号诊断准确性差,为此提出基于遥测数据分析的无人机故障诊断系统设计;引入遥测数据分析技术,建立基于遥测数据分析的故障信号诊断硬件,创建故障数据采集单元、故障数据调理单元、故障数据通信单元,并在三大硬件单元中分别采用M1401 8路模量数据采集卡、CY7C68013A-56PVXI多模数据分析处理器、EP3C16Q240C8N通信IC,配合外围器件,构建起基于遥测数据分析的无人机故障信号诊断平台;配合硬件性能,软件部分分别对故障信号诊断策略与算法进行了优化设计;通过实验数据表明:所设计系统对无人机软件故障信号的检测准确率为97.3%,硬件信号故障的检测准确率为98.6%,能够实现对故障信号的精准诊断,有效解决传统诊断系统存在的问题。     

BIT试验中VME总线故障注入设备控制单元设计

针对航空电子设备BIT(机内测试)试验,设计了一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的VME总线故障注入设备。该设备的控制单元用于完成故障注入设备的总体控制,是实现故障注入任务的关键。详细分析了VME总线故障注入设备的总体框架,给出了VME总线故障注入设备控制单元的设计方案,包括详细的软、硬件设计方法以及该系统的工作流程,并通过测试工具验证了控制单元设计和功能的正确性。最后,讨论了BIT试验中故障注入技术应用未来研究工作的开展方向。     

某型飞机控制系统的自动检测与故障诊断系统设计

介绍了某型飞机控制系统的自动检测与故障诊断系统的设计原理，并详细描述了其软件和硬件的组成结构。