弹载飞行控制软件重用技术的发展趋势研究

弹载飞行控制软件是导弹的核心软件,应用软件重用技术可以有效降低软件产品开发和维护的成本,压缩研制周期,保证软件设计质量的稳定性。本文归纳梳理了弹载飞行控制软件的特点,描述了其应用软件重用技术的现状。并据此对软件重用技术的未来发展趋势做了展望。     

一种无人机飞行控制软件自动测试方法

针对机载飞行控制软件测试依赖硬件系统、测试周期长、手动测试方式效率低、重用性差、易出错和维护成本高等问题,研究了全数字仿真环境的关键技术,提出了一种机载飞行控制软件的自动测试方法。该测试方法在全数字仿真环境中进行测试,并对传统的测试数据生成算法进行改进,使用AETG-SA(Automated Expert Test Generator-Simulated Annealing)算法生成测试数据,将测试结果的反馈引入到算法中,动态调整算法参数,获得最优测试集合,提高了测试覆盖率。在全数字仿真环境中执行测试用例,减少了嵌入式软件测试过程中对硬件的依赖,对系统功能测试和故障模拟测试的覆盖更加全面。工程实践表明,基于全数字仿真环境的自动测试方法相较于传统全实物和半实物的测试方法测试充分性提升了4%,测试时间缩短了44%。     

无人机自修复飞行控制系统研究综述

针对现代飞控系统作为无人机系统的核心之一,正朝着自修复方向发展的现状,总结了自修复飞行控制系统所涉及的故障检测与辨识、重构控制律、自修复飞行控制的仿真及试验等主要内容。分析了目前国内外自修复飞行控制系统的研究现状、技术水平,特别是自修复飞控系统的故障检测与诊断、控制律重构、仿真及试验研究等。指出了现存的问题及研究动态。分析表明,伴随着对智能控制不断深入的研究,智能自修复技术,包括智能故障诊断和智能重构控制律的设计,将是这一领域研究的方向。     

基于多DSP的无人机飞行控制软件设计

结合正在参与的某型同定翼飞机控制系统的设计,分析在多CPU飞控机上飞行控制软件的设计,飞行控制计算机是以3块DSP2812作为控制单元,一块主CPU两块从CPU,两块从CPU各自分担一部分工作,减轻了主CPU的负担,相关DSP之间通过双口RAM进行数据交换,在μC/OS嵌入式实时操作系统上完成对飞行控制软件的设计,本设计实现了3块CPU协同运转和飞控软件的模块化,可靠性高,便于维护和功能的扩展,具有实际的应用价值.     

基于VxWorks的小型无人机飞行控制软件设计

针对小型无人机功能日益复杂,迫切需要提高实时性与可靠性等现状,开发了一套基于VxWorks实时操作系统的小型无人机飞行控制软件,实现了无人机自主起飞、空中巡航和自主着陆等飞行控制功能;在完成软件需求分析的基础上,设计了飞行控制软件的总体结构,并结合VxWorks操作系统的运行机制给出飞行控制软件模块化设计方案,着重介绍了多任务环境下任务划分及优先级分配策略;半物理飞行仿真试验表明:该飞行控制软件能够实现自主、指令、人工3种飞行模式下的飞行控制功能,具有良好的实时性和可靠性,满足飞行控制软件最初的设计需求,同时大大降低了开发难度,提高了软件的可维护性和可移植性。     

基于模型驱动构件库的飞行控制软件工厂研究

针对飞行控制软件日趋紧张的型号进度和快速增长的代码规模,首先,提出了基于模型驱动构件库开发飞行控制软件的基本概念,并与传统软件开发方法进行了对比分析;然后,针对飞行控制软件快速开发的需求,根据构件的设计准则,对飞行控制软件功能、性能、软件和硬件组成、接口关系进行领域工程建模;对飞行控制软件的共性通用部分和型号定制部分解耦后进行分层和领域构件化分析,建立了软件工厂模式的开发平台框架;最后,详细讨论了基于模型驱动构件库的软件工厂实现和维护的关键技术。     

飞行控制软件测试中插桩技术的优化方法

飞行控制软件主要采用Host-Target的仿真测试模式,并基于插桩技术实现覆盖测试。针对采用传统的程序插桩技术,往往会大量增加程序运行时间,降低程序的实时性甚至导致软件失效的问题,通过分析插桩在程序仿真测试中对程序各阶段执行时间和程序实时性的影响,提出一种优化桩信息传输过程的插桩测试方法。实验结果表明了该方法的有效性。     

飞行控制软件的实时性测试

飞行控制软件是典型的实时嵌入式软件,必须满足时间约束条件。因此,对飞行控制软件的实时性进行测试很有必要。本文中飞行控制软件采用Host-Target测试模式,进行半实物仿真实验。在选取实时性度量指标的基础上,制定合适的测试用例生成策略,手动生成测试用例,利用插桩方法,对飞控软件进行实时性测试,并进行了仿真实验。实验结果表明该方法可以有效地解决飞控软件的实时性测试问题。     

飞行控制软件周期任务的定时周期设计

飞行控制系统是典型的硬实时系统,任务周期设计是飞行控制系统设计的基础。为了保证飞行控制软件满足实时性和功能性要求,在系统设计初期进行的任务周期设计首先需要根据任务功能、时限要求和设计指标的不同,区分每个任务周期设计的侧重点并进行分类;结合飞行控制软件中周期任务的特点,确定飞行控制软件中任务周期设计的所有时间约束;根据任务的所有的时间约束条件进行任务周期的设计。这种设计思路及方法已经在具体案例的设计中使用,其对于飞行控制软件的设计具有很好的参考意义。     

自修复磁盘阵列技术研究

以数据为中心的计算模式对数据的可靠性提出新的需求,高可靠存储设备成为高性能计算的基础.自从Xiotech公司提出ISE结构并取得成功后,关注磁盘失效之前的征兆而不是失效后的具体处理的"自修复"概念已成为磁盘阵列设计新的指导思想之一.提出存储系统可靠性系数的概念,分析单个磁盘可靠性与磁盘阵列可靠性关系,选择合适的磁盘S.M.A.R.T属性结合磁盘当前利用率和历史信息建立评定磁盘状态的T~2US算法,接着介绍RAID 5结合T2US监测的高可靠、自修复的RAID 5T结构,说明RAID 5T结构的运行方式和磁盘不符合T~2US监测标准时数据迁移策略,最后对结构的可靠性利用存储系统可靠性系数和MTTF分别进行了分析.     

某无人直升机的软件架构设计

针对机载软件研发难度日益增加的问题,结合机载软件的特点,分析了软件架构的理论知识,给出了软件架构应用于机载软件的视图表示法,设计了某无人机飞控系统软件的功能逻辑架构和数据运行架构,提出了机载软件架构验证的一种方法.试验表明,软件架构技术运用于机载软件的开发,能有效地改善软件质量,实现机载软件的鲁棒性要求.     

无人机飞行控制系统软件测试策略的研究

无人机飞行控制系统是无人机机载设备中最重要的部分之一;对无人机飞行控制系统软件进行严格测试是保证其质量的重要手段;首先介绍软件测试的通用的基本理论和基本方法;然后以某型无人机飞行控制系统软件测试为案例,研究了无人机飞行控制系统软件的特点;提出了一种基于经验反馈的软件测试模型,并分析了该模型的特点;最后提出了一套适用于无人机飞行控制系统软件测试的策略。     

无人机飞行控制系统软件白盒测试用例设计研究

软件测试在软件生存期中占有非常突出的重要地位,也是保证软件质量的重要手段,首先介绍软件测试中白盒测试的方法;然后以某型无人机飞行控制系统软件测试为例,具体研究了无人机飞行控制系统软件白盒测试的测试用例的设计方法,总结了白盒测试的测试用例的设计步骤,比较了几种覆盖准则,指出了修正条件／判定覆盖的优点,提出并讨论了无人机飞行控制系统软件白盒测试的覆盖准则。     

基于神经网络的无人机滑模飞行控制设计

针对无人机受扰运动,基于Backstepping方法和非线性滑模控制提出了一种鲁棒神经网络飞行控制方案。对无人机姿态角速度层的系统不确定性项,采用径向基函数神经网络并对其权值进行在线调整,从而实现对其进行逼近。将回馈递推设计方法与滑模控制方法结合起来,基于神经网络的输出为无人机设计了一种回馈递推滑模飞行控制器。所设计的飞行控制器用于无人机的姿态控制,仿真结果表明所研究的无人机鲁棒神经网络飞行控制方案是有效的。     

基于覆盖与故障注入的飞控软件测试技术研究

无人机飞控软件是典型的实时嵌入式软件系统,其可靠性、安全性测试与评估是军用软件保障工作与无人机技术发展中的重点与难点。针对飞控软件的特点,介绍基于覆盖与故障注入的测试方法．分析其测试与可靠性评估中的关键技术,并简要介绍应用于测试数据分析过程的软件可靠性建模工具MEADEP的构成与建模方法。实践证明对安全关键软件严格的测试与评估可大大降低错误隐藏数,减少不必要的经济损失与灾难性事件发生。     

无人机飞行控制系统模拟器设计

提出了一种基于工业控制计算机开发的某型无人机飞行控制系统模拟器设计;详细介绍了系统设计原理，给出了硬件构成方案、软件功能模块组成和程序流程图，最后分析了测试结果；该模拟器充分利用了当前计算机技术、自动控制技术、系统实时仿真技术和面向对象编程技术，具有功能强大、界面友好、操作灵活的特点。可用于无人机系统先期设计验证或后期测试维护；实际使用情况表明该系统性能良好，完全能够代替真实飞行控制系统进行实时仿真试验。     

导弹飞控软件集成环境系统设计

导弹飞控软件是导弹控制的核心,其研发过程非常复杂,需要大量研发人员对飞控软件进行算法分析、数学建模、计算机仿真、半实物仿真和演示验证,最终形成产品定型的版本。主要研究并开发了一种基于网络的实时导弹仿真软件集成环境系统,通过该系统,设计人员可以集成管理导弹从研发到定型过程中所产生的以飞控软件为主的仿真软件及其半实物仿真实验,从而大大降低了实验所耗费的时间和精力,提高了对飞控软件的开发以及实验仿真管理效率,更有利于实验结果的分析及处理。     

用于电传飞行控制系统软件的测试专家系统设计

电传飞行控制系统是军用飞机关键安全系统，实施充分且高效的软件测试是保障系统高可靠性的重要手段。电传飞行控制系统软件测试过程中的关键环节是制定测试方案，当前方案的优秀与否取决于测试项目组的经验积累程度，为解决不同项目组间个体经验差异，保障测试智慧的集中体现，归集了十几年来电传飞行控制系统测试项目数据，设计并构建了一套用于电传飞行控制系统软件的测试专家系统，用于辅助测试方案的制定。通过在多个型号项目中的落实，方案的制定效率、质量和发现的有效软件缺陷数目同比有显著提高，为电传飞行控制系统的高可靠性、高安全性提供了有力的保障。     

基于Multigen的无人机任务飞行仿真系统

介绍基于Multigen仿真软件Multigen Creator, Creator Terrain Studio和Vega Prime的无人机任务飞行仿真系统,在Vega Prime中建立无人机的飞行控制运动函数,实现无人机模型在虚拟仿真场景中的六自由度运动。基于.NET 2003环境下多线程编程技术和SBS网络数据传输,实现该系统的实时应用。仿真结果表明该系统能较好地模拟无人机作战飞行任务。