多类型任务集的容错实时调度算法

针对以往容错实时调度算法只能调度单一的具有容错需求任务的情况,建立了一种单处理器上的容错实时调度模型,并提出了相应的容错实时调度算法。该算法不仅能同时调度具有容错需求和无容错需求的周期实时任务,还可调度随机性非周期任务,其适用范围广泛。     

非抢占式实时任务1次容错调度

面向非抢占式任务实时调度问题,根据不同的故障间隔,推导出任务集合需要满足的条件.根据任务的可重复执行次数,分别设计了非抢占式固定优先级容错(NP-FP-FT)以及动态优先级容错(NP-DP-FT)调度算法,并与非抢占式最早期限优先容错(NP-EDF-FT)、非抢占式单调速率容错(NP-RM-FT)调度算法进行了对比分析.结果显示,采用非抢占式固定优先级算法调度的任务集合具有最低的任务失效率.     

基于空间时间冗余的替代主版本冗余调度算法

目的 研究空间冗余与时间冗余各自的特点,提出一种将时间冗余与空间冗余方式的优点相结合的容错调度算法,提高调度算法的处理器利用率.方法 将每个任务分为主版本、副版本和替代主版本.根据任务利用率将任务集分为高频任务集和低频任务集两类.分别采用空间冗余和时间冗余策略实现容错.采用EDF算法为任务分配动态优先级,且在主版本任务频繁发生错误的情况下激活替代主版本.结果 所提算法将空间冗余与时间冗余相结合,满足任务的实时与容错需求,且避免系统因频繁执行一个易出错的主版本任务而造成资源的浪费.结论 该算法降低了任务集对系统处理器数量的需求,提高了系统资源利用率.     

基于资源回收的容错单调比率调度

基于时间冗余的容错实时调度算法,其可调度条件是以任务的最坏执行时间和为任务预留容错操作的时间为分析基础,且任务拒绝率高,系统资源利用率低。该文提出的基于资源回收的容错单调比率调度,以容错实时调度算法FT-RM为基础,利用任务的实际执行时间低于最坏执行时间的特性,收集已完成任务释放的资源供等待任务使用,在保证系统容错要求的同时,提高了任务吞吐量和系统资源利用率,并通过模拟实验分析算法性能,研究了影响算法调度性能的若干因素。     

基于非精确计算模型的OSL算法

目的研究多处理机系统任务分配的启发式策略和容错调度算法,设计一种高效实时调度算法．方法只对任务强制部分进行复制,将任务分为强制执行部分主版本PTMi、强制执行部分副版本BkMi．和选择执行部分Oi,采用可选择部分后调度．结果提出了可选择部分后调度（Optional Scheduling Later,OSL）算法,通过实例与ICDM算法进行了仿真比较,说明了该算法的有效性．结论该算法使任务的完成时间提前,提高了处理机的利用率,便于广泛应用．     

适应动态安全需求的实时任务调度算法研究

现有的实时容错调度算法没有将实时任务的动态安全需求与其可调度性结合起来考虑.针对这一问题,文章展开以下研究工作:基于安全分级思想,构建了一个适应动态安全需求的实时调度模型,该模型详细地描述了实时任务、系统安全服务、任务容错等实时调度过程涉及的关键要素.以此模型为基础,提出了一种自适应实时容错调度算法(AFTS),该算法支持优先级抢占式调度策略,以牺牲普通任务的运行为代价来保证关键任务的可调度性,并采用主副本备份技术实现了关键任务的容错功能.当系统安全级别被动态调整时,该算法能够为实时任务选择满足当前安全需求的最优安全策略.仿真实验表明,文中提出的算法与同类算法相比,在系统动态安全需求的适应性,以及关键任务的可调度性和容错能力等方面有较好的表现.     

高利用率集合Sporadic实时任务调度方法研究

该文提出一种基于最少迁移度和分割度的任务调度方法。该方法将各个实时周期任务分比例执行在不同处理器核上,并规定任务调度时的优先顺序,然后根据相应的实时调度流程对实时周期任务进行调度。并与已有的高利用率集合调度的准划分调度算法EDF-os、EDF-fm进行对比。结果表明该方法在保证系统利用率的同时,减少了任务分割和迁移的数量和不必要的任务切换开销。     

最迟预分配容错实时调度算法设计与分析

提出一种多类型任务集的容错实时调度算法,详细分析该算法的调度机制,证明了该算法的正确性,并给出了该算法的可调度条件,最后通过模拟实验分析了算法的性能。实验表明,调度算法的性能与系统负载、任务出错概率、任务的计算时间等系统参数相关。     

实时容错CORBA中间件的研究

阐述了为紧要使命(critical mission )所用的分布式系统中,为解决应用中可信度问题,需要将实时与容错作为一个整体问题来加以研究.利用实时容错中间件的思想,创新性地解答新一代需求中分布式系统的实时-容错问题;在分析了实时与容错融合的困难基础上,提出了实时容错中间件的思想,研究了实时容错中间件的体系结构,给出了一种基于服务方式的三层实时-容错中间件模型,并讨论了其具体设计细节,包括其中的服务器和中间层组件、接纳测试、任务分配算法和调度服务,为处理紧要任务的分布式系统提供了平台系统.     

多处理器实时系统容错ICDM调度算法

目的提出一种针对多处理器实时系统中具有时间、资源和容错需求任务的调度算法来满足硬实时系统实时性及可靠性要求．使硬实时系统在发生故障的情况下，任务也能在其截止期内完成，不致产生灾难性后果．方法将非精确计算模型引入到Distance Myopic算法中，通过非精确计算模型与Distance Myopic算法的有效结合，提出ICDM算法．结果任务分为主副两个版本，每个任务都由两部分组成：强制执行部分和选择执行部分；当任务强制执行部分不能达到截止期时．通过调用MOPT算法减小前序任务选择部分的执行时间，使其满足截止期要求．ICDM算法使任务在保证结果可接受的情况下，在其截止期内完成，提高了任务的可调度性．结论通过引入非精确计算模型，使算法的可调度性增强了，也提高了硬实时系统的实时性及可靠性．     

深松铲的模态试验研究

目的 为了研究深松铲在实际工作状态下的振动特性,设计合理的深松铲结构.方法 采用模态试验,对深松铲进行单点激励、多点拾振,测量深松铲的频响函数曲线.用信号分析软件进行深松铲的模态参数识别.结果 模态试验表明深松铲柱的中部动刚度较小,属刚度薄弱区.结论 根据模态试验的结果 ,对深松铲结构进行了改进设计,加强了铲柱与机架的连接,使得改进后的深松铲前五阶模态频率平均增大了62.6%.阻尼比平均减小了13.8%.解决了深松作业时深松铲刚度不足的问题.     

基于COSMOS/works的深松铲强度有限元分析

为研究深松铲的强度特性,减少深松作业时的故障,应用Solidworks建立了深松铲的三维几何模型,用Cosmos对深松铲进行了三维有限元分析,得到深松铲在工作载荷下的变形和应力大小,找出了深松铲的强度薄弱环节。结果表明,深松铲的最大应力为5.55×10~8N/m~2,最大扭曲位移为12.84mm.对深松铲进行了改进设计,加强了深松铲与机架的连接。应用Cosmos进行分析,表明改进后深松铲的强度和刚度均得到提高。     

长根茎中药材挖掘铲有限元分析

应用Pro/E软件建立了长根茎中药材挖掘铲的三维实体模型,并通过ANSYS11.0软件对其进行了静态分析和模态分析,得到了挖掘铲在挖掘时的应变分布图和模态振型图,为挖掘铲的优化设计提供了参考.     

装配式凸轮轴悬臂式数控装配机的机架模态分析

利用有限元模态分析方法对装配式凸轮轴悬臂式数控装配机机架的模态特性进行了分析,得到了机架的前十阶固有频率和相应的振型,并对各阶振型进行了分析评价。根据分析结果,对机架的工作台及立柱提出了提高刚度和减轻重量的结构改进设计方案,并对改进后的机架进行了模态分析。结果表明:优化后的机架设计方案减轻了机架的重量并改善了结构的振动特性,提高了设计质量。     

一种工业机器人模态分析仿真与试验研究

以某工业机器人为研究对象,基于模态理论,通过仿真和试验方法开展机器人的模态分析. 首先建立典型姿态下机器人的三维模型,利用ANSYS Workbench软件与ADAMS软件分析机器人的理论模态,得到固有频率和模态振型等动态特性,并确定了振动薄弱部位. 其次使用力锤法开展机器人试验模态分析,并对机器人进行振动试验验证仿真结果的正确性. 最后针对振动表现剧烈部位提出优化方案. 分析结果表明:该机器人关节2、关节3易引起低频振动,且机器人小臂相对其他部件刚性较弱. 研究结果可对机器人优化设计与工作性能改进提供理论和试验参考.     

Bending-Torsional Coupled Vibration Test of Large Power Gear Transmission System

In order to test the bending-torsional coupled vibration characteristics of the multi-shafts gear transmission system of large power vehicles, a torsional vibration exciter was used to apply torsional excitation on the gear transmission systems and thirty-two acceleration sensors were used to measure the tangential acceleration of each shaft. Torsional vibration signals and bending vibration signals of each measuring point were obtained by calculation of the four-point-response signal. The modal parameters of gear transmission systems including nature frequency, modal shape and modal damping ratio were obtained by identifying modal parameters of the torsional vibration signal and bending vibration signal. The characteristic of the bending vibration and torsional vibration of the gear systems were studied through the analysis of the nature frequency and modal shape. The nonlinearity characteristic of the gear transmission system was investigated through single frequency excitation test, which can be the foundation for further nonlinearity research.     

基于地震激励的混凝土桥梁模态参数识别

为探讨基于地震激励下自然激励技术(NExT)结合特征系统实现算法(ERA)对于混凝土桥梁模态参数识别的可行性,对某一预应力混凝土连续梁桥进行了数值仿真分析。通过有限元分析软件建立了桥梁的三维实体模型,对模型进行有限元模态分析和时程分析,并利用强震记录实现地震激励,利用加速度信号、考虑外界白噪声的影响,在仅有输出响应信号的情况下采用NExT/ERA方法识别预应力混凝土桥梁的模态参数。通过数值仿真分析,识别出结构前4阶模态参数,与有限元模态分析得到的模态参数相比较,二者误差较小,吻合较好。     

基于Solidworks和ANSYS的加工中心电主轴动静态分析

利用Solidworks和ANSYS建立某主轴一轴承系统的三维有限元模型,分析并计算出该电主轴的静态变形量与静刚度,采用Lanczos算法提取电主轴前四阶模态,又利用Harmonic谐响应分析方法取得电主轴在不同激励下的动力响应。仿真结果表明：该电主轴的动静刚度能够满足要求;电主轴的最高工作转速远离临界转速,能有效避免共振现象的发生。该模型分析为主轴优化设计和再制造设计提供了参考。     

星载激光通信端机形状记忆合金锁紧机构研究

针对火工品锁紧装置爆炸冲击大、燃气释放多和国外常用记忆合金锁紧机构不可重复使用的问题,以星地激光通信任务为背景,提出了一种利用锁紧体材料本身弹性变形特性和形状记忆合金记忆效应的锁紧机构。首先对锁紧机构进行设计;根据设计方法流程确定锁紧机构的各项参数;为了验证锁紧机构对整个系统刚度的提升对星载激光通信端机进行了刚度分析,并建立有限元模型,分析在非锁紧和锁紧状态下星载激光通信端机X、Y、Z三个方向上的模态,未锁紧发射方向上的模态为57.414Hz,锁紧后发射方向上的模态为84.35Hz,平台要求发射方向上模态大于70Hz,锁紧机构提高了星载激光通信端机的刚性,使结构满足发射要求。     

东江大桥模态试验与分析

通过对主桥进行模态试验分析,识别出桥梁结构的固有频率、模态振型、模态阻尼等桥梁结构的动态特性参数,并运用有限元Midas-Civil软件,根据东江大桥设计书的具体参数,建立了主桥的理论计算模型;将模态试验结果与三维有限元模型计算结果进行了比较,二者吻合良好,从而对东江大桥主桥的抗扭、竖弯刚度及对称性等物理参数进行定性评定;测试结果可以为有限元模型修正及工程交竣工验收提供依据,同时也为桥梁使用状态评估、健康监测提供较可靠的基准模型。