三余度飞控系统余度管理算法设计与实现

利用余度技术可以很好提高飞行控制计算机系统的可靠性和容错能力;余度设计的的故障容错能力主要是通过系统的余度管理来实现的;在对余度管理算法进行了深入研究的前提下,结合嵌入式实时操作系统VxWorks的特点,详细描述了三余度飞控计算机系统余度管理算法的设计流程,采用这样的设计使得系统结构紧凑,大大提高了系统的实时性和安全性要求.     

民机飞控计算机余度设计及可靠性分析

为了确保飞行控制系统的任务可靠性和安全可靠性,国外先进民机飞行控制计算机均采用余度技术。非相似余度技术采用完全不同的硬件和软件组成余度通道,产生和监控飞行控制信号,可避免多通道余度系统共性故障的产生,达到较高的可靠性。文中针对非相似余度设计技术,深入研究波音和空客飞机飞控计算机的余度技术,分析其飞控系统的可靠性,再根据我国的技术实力和研发能力,提出了我国民机飞控计算机余度设计的一种方案,并且用可靠性理论进行了验证。     

飞控计算机的余度架构及可靠性研究

余度架构设计是解决飞控计算机可靠性问题的有效途径.基于高可靠性飞控计算机系统对可靠性和容错性的特殊要求,提出一种新型三余度飞控计算机的余度架构方案,简要描述飞控计算机冗余设计方法,给出软硬件的总体框架设计,最后利用马尔可夫方法对该方案进行可靠性分析,通过观察故障覆盖率和失效率对飞控计算机整体可靠性的影响,验证了此余度架构方案的可行性.     

容错飞控系统中关键技术设计及工程实现

容错技术能够提高飞行控制系统的可靠性及安全性,介绍飞行控制系统三大组成部分(机载计算机、传感器、伺服机构)的容错技术;描述机载计算机的余度的架构、通道同步及交叉链路传输技术、故障检测、仲裁技术,双余度传感器数据选取及伺服机构重构容错;给出了关键技术的硬件电路与软件流程,经过大量的测试及半实物仿真试验,结果表明该飞行控制系统容错方案设计合理可行,在满足航电系统方案的前提下有效地保证了控制系统的可靠性与容错能力.     

四余度容错计算机系统结构及其可靠性分析

在飞行控制系统中，飞行控制计算机起着核心作用，要求具有极高的可靠性，整个系统的失效率要求小于10^-8/小时，为了满足此要求，飞控计算机系统一般采用余度技术，本文结合工程实践，讨论了一个高性能四余度容错计算机的系统结构，建立了考虑系统瞬态故障恢复和多故障处理能力的多阶马尔科夫可靠性模型，并给出了数学计算结果。。     

混合三余度无人机飞控计算机硬件结构设计及可靠性分析

飞控计算机是整个无人机飞控系统的核心部件,其可靠性直接影响着无人机的飞行安全;为了提高飞控计算机的稳定性和可靠性,结合工程实践,提出了一种混合三余度无人机飞控计算机硬件结构设计方案,概括描述了各组成部分的工作原理,并采用马尔科夫模型对该方案进行了可靠性分析;数据结果表明,混合三余度无人机飞控计算机较单机可靠性有了明显提高,满足无人机飞控计算机的可靠性要求,可作为高可靠性长航时无人机飞控计算机设计的参考方案。     

非相似余度飞控计算机设计及可靠性分析

余度容错技术是随着计算机系统可靠性的需求而产生和发展的。为了避免共性故障的产生,实现飞控计算机系统各性能指标,研究非相似双余度飞控计算机系统结构。应用广义随机Petri网建立该飞控计算机系统的模型,利用马尔可夫链来计算和分析该系统的可靠性,在分析结果的基础上,提出系统研究方案的可实施性。     

飞控系统余度管理算法在VxWorks中的实现

利用余度技术可以大大提高飞行控制计算机系统的可靠性和容错能力,余度设计的关键技术就是余度管理策略和方法,系统的故障容错能力主要是通过系统的余度管理来实现的。在有效的余度管理算法研究的前提下,结合嵌入式实时操作系统VxWorks的特点,详细描述了二余度飞控计算机系统余度管理算法在VxWorks中的调度策略。给出了设计流程和操作过程。采用这样的设计使得系统结构紧凑,提高了系统的实时性和安全性要求。     

非相似三余度飞控计算机设计和可靠性分析

飞控计算机的可靠性直接影响到飞机的生存能力.为避免飞控计算机产生共性故障,增强飞控计算机系统的安全性和稳定性,研究了非相似三余度飞控计算机系统结构,应用广义随机Petri网建立该系统的故障模型,利用马尔可夫链来计算和分析该系统的可靠性,并与非相似双余度飞控计算机的可靠性进行比较,通过结果分析来验证该研究方案的可行性.     

一种2×2架构容错计算机的设计与实现

飞行控制系统对飞行控制品质和飞行安全有着重要作用,飞控计算机作为飞行控制系统的核心部件,对安全性和可靠性提出了很高的需求,容错计算机通过管理余度资源完成控制任务,有效解决了系统故障时安全模式的策略问题。设计的容错计算机采用2×2余度架构,主控计算机通过安全指示电路向热备份计算机输出状态信号,用以标明释放控制输出权,单台计算机内主控通道和监控通道的功能不完全对等,每个通道基于3个硬件功能区和2个软件配置项完成计算机的基本功能。测试结果表明,该架构的容错计算机较好地完成了预期目标。     

小波变换系数冗余性分析

小波基的冗余可导致鲁棒性,冗余使得低精度下获得的小波系数能在相对高的精度下重建原始信号.本文详细讨论在连续和离散两种情况下小波变换系数在二维时间-尺度空间中的冗余性问题,其中包括:1)小波基自身冗余性的分析,2)信号本身冗余性的分析,3)变换系数冗余性同小波基冗余性之间的关系,4)变换系数冗余性同信号冗余性之间的关系.最后给出体现变换系数冗余性、小波基冗余性以及信号自身冗余性这三者之间关系的统一表达式.     

用于专家系统规则库的冗余校验方法研究

产生式规则是目前应用较多的一种知识表示方法。在用于确定发酵过程生物量软测量混合模型结构的专家系统中,当向产生式规则知识库添加新的规则时,冗余的存在会影响推理的效率以及推理的准确性。提出了一种用于该专家系统规则库的冗余校验方法,给出了冗余规则的判别、冗余规则的处理以及冗余校验的实现方法。实验结果表明,该冗余校验方法可以根据输入条件和已有规则,判断出新添加的规则是否冗余,并在消除冗余对推理效率影响的同时,降低模型复杂度,有利于优化混合模型的结构。     

航空ARINC429总线通信的余度设计

针对航空ARINC429总线通信系统,结构上采用交叉传递的方法和信息冗余进行多余度设计,根据系统需求分析制定了余度判决决策;在分析了信息冗余在航空ARINC429总线通信系统中的重要性的基础上,综合了循环冗余校验和航空ARINC429协议的特点,完成了信息冗余的设计及在程序中的实现;通过在某直升机通信系统的应用,验证了该设计的结构简单、实时性高的特点,有效增加了系统余度,提高了通信的可靠性。     

保障服务可用性的多阶段动态冗余策略

现有关于服务冗余策略的研究工作侧重于研究冗余服务池模型和服务选择机制,过度冗余或服务池频繁调整的开销较大。为了降低冗余服务的开销,提出了服务的多阶段动态冗余策略,在分析服务可用性波动特性的基础上,采用灰模型获取可用性突变点,并根据突变点对可用性进行阶段划分,根据动态多阶段规划确定服务冗余度。实验结果表明提出的多阶段动态冗余策略能够保障可用性并有效降低开销。     

浅谈控制系统冗余控制的实现

在实施工业生产自动化的过程中,冗余控制是一种满足连续生产要求,提高控制系统可靠性和可用性的有效手段。本文以PLC控制系统为例,简单介绍了几种冗余控制的类型和实现方式,并对PLC控制系统中常有的处理器冗余、通信冗余、I/O冗余和电源冗余等类型的冗余,从原理、实现方式等方面进行了分析和比较。     

运载火箭单惯组多表冗余的故障诊断与重构

惯性测量装置冗余是运载火箭中经常采用的一种用来提高其惯性导航系统可靠性的技术,根据冗余方式的不同,惯性测量装置冗余技术可分为系统冗余和单表冗余,分析了现有航天器惯性导航系统采用的冗余技术,从系统的重量、体积和成本方面比较,单表冗余具有明显优势;为此,从单表冗余角度介绍了一种运载火箭十表冗余的捷联惯性测量组合冗余管理方案,对冗余配置的陀螺仪和加速度计测量信息进行故障诊断,将故障定位到具体的某个陀螺仪或加速度计,在两度故障下,仍能够进行典型故障诊断,对故障仪表隔离后进行信息重构,实现一度故障及部分两度故障情况下导航信息的正常输出,增强了运载火箭惯导系统对惯组故障的容错能力。     

突发事件下的医院应急资源冗余配置优化模型

突发事件发生前,医院需要保持一定的应急资源冗余量。针对突发事件下医院应急资源冗余的配置优化问题,首先,基于效用理论,通过分析医院应急资源冗余的效用体现来对应急资源冗余进行定义和分类,确定了符合边际规律的效用函数;其次,建立了总效用最大化的医院应急资源冗余配置模型,并给出应急资源储存量的上限及应急合理度的下限作为模型的约束条件;最后,把粒子群算法和序列二次规划法相结合进行寻优求解。通过案例分析,得出了医院四种应急资源冗余的优化方案,总结出了医院的应急水平对医院应急资源冗余的需求程度。研究表明,应急资源冗余配置优化模型能够帮助医院在突发事件下很好地进行应急救援,提高医院应急资源的利用效率。     

软件双冗余容错系统的容错能力和性能分析

双冗余是比较常用的冗余容错设计方法.软件双冗余容错系统通过冗余执行完成相同功能的两个软件副本,并检查它们的结果,根据两者结果是否一致来判断是否出现了错误.建立了软件双冗余容错系统的运行时模型,并引入了软件双冗余容错系统的容错能力的概念.根据该模型分析了单个软件副本的容错能力对软件双冗余容错系统的容错能力和性能的影响.分析结果显示,提高单个软件副本的容错能力不仅能够提高软件双冗余容错系统的容错能力,还能够提高系统的性能.但在极端情况下,双冗余容错系统的容错能力也可能会小于单个软件副本的容错能力.     

解析余度关键技术研究与发展趋势

解析余度的研究对提高系统的容错能力具有重要意义,对解析余度的发展,研究内容等进行了介绍,探讨了这一领域的一些重要问题,主要内容包括参数估计、观测器／滤波器、等价空间、基于知识的解析余度技术和解析余度集成设计技术,并对解析余度的发展趋势和研究热点做了简要的分析与讨论。     

基于解析余度的机载维护系统故障诊断方法

为了完善机载维护系统的余度管理、自检测监控等功能,同时综合考虑硬件余度和解析余度的特点,将解析余度的故障诊断技术集成并应用于机载维护系统的余度管理、自检测(BIT)辅助监控等,故障诊断的过程分为预警、校验两个步骤,其中在校验过程中提出一种改进的序贯概率比方法,使得在有预警故障存在的情况下,加速校验过程以满足实时性。以进一步满足机载维护系统故障诊断的实时性和鲁棒性。最后,通过仿真结果及分析表明该技术应用在机载维护系统中具有鲁棒性、实时性。