软硬件综合AADL可靠性建模及分析方法

目前嵌入式系统广泛应用于航空电子、远程医疗、汽车电子等具有高可靠性要求的系统中。随着嵌入式系统的复杂度越来越高,为了保障系统的高可靠性需求,需要在系统开发的早期设计阶段对系统的可靠性进行分析评估,以提高系统的开发效率。嵌入式系统中软件、硬件功能的失效都会对系统可靠性产生影响,而AADL的可靠性模型缺乏对硬件构件错误的影响及传播机制进行刻画分析的能力。本文综合考虑软、硬件错误发生失效后对系统可靠性的影响,提出了一种面向系统架构级别的软硬件综合可靠性分析方法。该方法基于电子电路设计中事务级建模方法,扩展了AADL事务级错误模型的语法和语义,来支持AADL对硬件构件错误传播的硬件功能行为建模,在此基础上,利用AADL模型实例化机制实现对嵌入式系统可靠性建模,刻画了错误行为在硬件构件之间、软硬件构件之间的传播与影响。同时,定义了AADL硬件构件事务级错误模型到广义随机Petri网模型的映射规则,实现了系统软、硬件综合的可靠性行为仿真计算模型组合,支持嵌入式系统的软硬件综合可靠性分析。论文开发了软硬件综合可靠性建模与分析工具原型,并以某型飞机空气增压系统为例,在航空电子系统架构设计中进行尝试,验证了该方法在复杂嵌入式系统设计中进行软硬件综合可靠性分析的可行性与优越性。     

嵌入式软件系统体系结构可靠性分析方法

AADL是嵌入式领域对SA进行建模、评估的常用方法,但其属于一种半形式化开发语言,无法直接对SA的可靠性进行验证。为此,提出一种基于AADL的可靠性分析框架,对SA的可靠性进行形式化验证。首先通过分析系统体系结构的元素关系,建立AADL可靠性模型;然后设计转换模型及其规则,将AADL模型转换为连续时间马尔科夫链模型;最后采用概率模型检验工具对连续时间马尔科夫链模型进行可靠性定量分析。仿真结果表明,与现有可靠性分析方法相比,该方法在计算效率和转换效率上都有明显的提高。基于AADL的可靠性分析框架实现在软件系统开发早期对SA进行可靠性定量计算,为AADL在嵌入式软件系统可靠性定量分析方面提供了一种新的验证思路。     

一种AADL系统可靠性模型转换方法

在原有构件依赖关系的基础上,提出一种架构分析与设计语言(AADL)系统可靠性模型的转换方法。该方法对AADL嵌入式系统体系结构进行可靠性建模,实现AADL可靠性模型到广义随机Petri网(GSPN)可靠性计算模型的转换。研究表明,该方法使AADL可靠性模型向GSPN模型的转换规则更加完备,能对嵌入式系统的可靠性进行准确与全面的分析与评估。     

基于故障树分析的嵌入式系统AADL模型可靠性分析方法

采用架构分析与设计语言(AADL)建立嵌入式系统的半形式化模型,实现从AADL模型到静态故障树(Static Fault Tree,SFT)模型的转换,并根据故障树定量分析法对系统可靠性进行分析。首先结合AADL错误模型附件建立可靠性模型;然后设计了从AADL模型到SFT模型的语义映射规则,并实现了将AADL模型中的基本元素转换为静态故障树中相对应的元素;最后结合飞机车轮刹车系统实例,使用文献中提出的方法对其进行可靠性分析,从而验证 所提方法的可行性和有效性。     

采用AADL的软件系统可靠性建模与评估方法

结构分析与设计语言(architecture analysis and design language,AADL)是应用于嵌入式领域的体系结构建模、分析和验证的重要手段。针对系统可靠性随着其规模、复杂度和性能需求的不断提升而愈显突出的问题,给出了一个基于AADL的软件系统可靠性建模与评估框架:首先建立AADL可靠性模型,然后将其转换为广义随机Petri网(generalized stochastic Petri net,GSPN)模型后再进行分析,最后根据分析结果判断是否需要进行模型改进。在研究已有的基本转换规则的基础上,重点讨论了系统中组件之间错误传播以及表示系统发生模式转换的Guard_Transition属性到GSPN的转换规则。以某飞行控制系统中数据发送和处理单元为实例,验证了所提转换规则和可靠性建模与评估框架的有效性。     

基于Petri网的构件软件系统可靠性研究

近年来,构件软件系统已成为软件工程领域的研究热点以及大型软件系统与软件产品线进行开发的关键技术之一。对构件软件系统的可靠性分析是进行软件开发的一个重要依据,为了提高软件系统的性能,一个可靠的系统架构是整个软件系统的基础。文章通过分析构件软件系统的特征和可靠性因素,提出了一种基于Petri网的构件软件系统可靠性分析方法,对构件软件系统的各因素的可靠性进行分析评估,从而推导出整个构件软件系统的可靠性,并在开发后期对构件软件系统可靠性进行改进。     

基于AADL的失效概率分配及安全性评估方法

当代航空系统是复杂的安全关键信息物理融合系统（cyber-physical system，简称CPS）.失效概率分配是民用航空系统及设备初步系统安全性评估过程的重要工作，AADL（architecture analysis and design language）适用于航电系统的设计开发，对AADL模型实施失效概率分配和安全性评估是不可或缺的.提出了基于AADL的失效概率分配方法，可将系统失效概率分配给子构件，作为其安全性需求.该方法综合考虑系统架构设计、模型复杂度和严酷度（severity）等级.通过结合失效概率分配方法和确定性随机Petri网（deterministic stochastic Petri-net，简称DSPN），进一步提出了基于AADL的安全性评估方法，将系统的AADL模型转换为DSPN模型，以计算子构件的失效概率，并评估子构件是否满足安全性需求，直到设计出满足安全性目标的架构模型.最后给出了失效概率分配方法与安全性评估方法的实现算法和工具结构，并通过将所提出的方法应用到飞行控制系统，表明所提方法能够有效地完成失效概率分配和安全性评估.     

基于AADL语言的移动软件能耗评估方法

移动软件往往部署在电量受限的处理器上,能耗已成为评价这类软件的一个重要质量属性.与代码级和指令级相比,在设计级进行能耗评估具有耗时短、成本低的优点,近年来已成为软件工程学术界和工业界的研究热点.目前虽已涌现出一些设计级能耗评估方法,但这些方法大多未对软件构件的内部行为元素进行能耗评估,导致了精度问题.针对上述问题,基于体系结构分析设计语言AADL和StrongARM处理器构建了一种移动软件能耗评估模型,进一步定义了面向AADL语言的移动软件能耗评估过程,在此基础上研发了一款能耗评估工具,进而提出一种基于AADL语言的移动软件能耗评估方法.实验结果表明该方法较已有AADL能耗评估方法在精度上有所提高.     

基于软错误的动态程序可靠性分析和评估

基于软件实现的软错误容错方法不需要硬件开销,被认为是一种高效的软错误容错方法,而动态的实现这种方法能覆盖更多种类型的程序,因而能覆盖更多的软错误,分析硬件软错误对程序执行时代码和数据的逻辑影响,并建立了硬件软错误条件下程序运行可靠性评估模型.本文的工作为基于软件动态软错误容错算法的提出提供了理论基础,也为程序可靠性的评估提供了一种方法.我们依据体系结构层硬件对指令执行的影响将硬件构件进行分类,并分析了不同的硬件构件对程序代码和数据的逻辑影响.基于软错误对程序代码和数据的影响模型,建立了软错误条件下程序运行可靠性评估模型.最后,在实验中,对软错误条件下程序影响模型和程序运行可靠性评估模型进行了验证,实验结果证明了本文的分析和评估结果.     

变电站一次设备喷涂PRTV用量的分析

对国网宁夏电力检修公司宁安运维站近2年来一次设备喷涂PRTV用量的统计数据进行分析整理,得出各类一次设备按照标准要求喷涂PRTV时的用量估算值,并针对现存作业中存在的问题,提出相应解决方案。     

新型煤泥浮选机液位传感装置的研制

介绍了一种性能良好的新型浮球式煤浆液位传感装置。该装置利用浮球随着煤浆液位的变化而带动连杆作上下运动,通过机械装置将液位的变化转变成角位移传感器的轴的角度变化,分析角位移传感器输出信号可得到煤泥液位信息。经测试该传感装置各项指标达到了设计要求。该新型煤泥浮选机液位传感装置具有良好的动、静态特性,可以在选煤厂推广应用。     

制造型企业仓储物流管理的RFID应用——卷烟厂按垛出库及到货扫描系统初探

针对国家烟草管理的现状,有关主管部门在全国推行“行业卷烟生产经营决策管理系统工程”,利用条码等自动识别技术手段实时掌握全国的生产经营信息。但某卷烟厂此前的物流环节已经是“件烟成垛”运输,如何在尽可能保持原有企业管理体系的前提下,达到有关部门的数据统计要求,解决成垛卷烟的物流和信息流的交互与统一问题成为技改的核心。该项目成功的将条码识别与射频识别有机结合起来,为烟草行业信息化提供了生动的应用案例。     

机车空调逆变电源设计

本文讨论的是机车空调逆变电源系统的设计与研究。该电源系统主要是由DC/DC的BOOST升压部分和DC/AC三相逆变部分两部分组成。DC/DC部分所得直流电压通过DC/AC部分逆变成三相交流电,供给空调机组工作。同时,为使电源系统能更可靠的运行,也设计了相应的故障检测、保护等辅助电路。     

Effective solution of certain problems of theory of schedulings of nets

Cybernetics and Systems Analysis -     

发热量测定仪系统设计

本文介绍了发热量测定仪的结构、工作原理、硬件系统功能,阐述了应用铂电阻进行高精度温度测量的方法,系统用AT89C52单片机作为处理和控制芯片,该发热量测定仪性能符合水泥企业应用要求。     

风电机组电动变桨距控制系统的优化研究

由于风速的随机性、不稳定性及气动效应的影响,使得风力发电机组变桨距控制系统具有非线性、参数时变性、强耦合等特点,难于实现高精度控制,导致风电机组输出电能质量较差。为了改善系统在恒功率输出运行区域内的动态性能,分析了风电机组变桨距控制系统的现状,建立了整个风电机组模型,提出了优化的变桨距控制策略,并设计了基于模糊控制的变桨距控制器。仿真结果表明,独立变桨距控制技术的控制效果比统一变桨距好,实现了风力机各叶片的优化独立变桨距控制,优化了风力发电系统在超过额定风速时的恒功率控制,具有抗干扰能力强、控制精度高的特点。     

提高集约化猪场繁殖效率的若干问题

在高等学校德育领域 ,德育相对论正日益成为一个热门话题。争论的焦点并不在于是对德育相对论作一般肯定还是一般否定 ,而在于如何看待它价值的标准。争论的问题主要是两方面 :一是德育价值的标准是绝对的还是相对的 ;二是德育价值的标准是一元的还是多元的。这两个问题在高等学校学术界肯定还会长期争论下去 ,而且 ,争论得出不同结论,必定会直接或间接地影响高等学校的德育。     

Stability properties of equilibria of classes of cooperativesystems

This note deals with the constant control problem for homogeneous cooperative and irreducible systems. These systems serve as models for positive systems. A necessary and sufficient condition for global asymptotic stability of the zero solution of this class of systems is known. Adding a constant control allows to shift the equilibrium point from zero to a point in the first orthant. We prove that for every nontrivial nonnegative control vector a unique nontrivial equilibrium point is achieved which is globally asymptotically stable if the zero solution of the uncontrolled system is globally asymptotically stable. In addition a converse result is provided. Finally a stability result for a particular class of Kolmogorov systems is established. We compare our main results to those in the literature