一种双余度飞控计算机自动测试系统的软硬件设计

随着测试设备对性能要求的不断提高,PXI测试技术平台应运而生,并将其应用于机载计算机ATE设备软、硬系统结构设计,模拟、离散及数字通讯接口设计以及测试设备自身计量校准设计等,并为机载计算机设备及类似测试设备提供优良的系统设计方案,其采用模块化、标准化思想,通用性和推广性极强。介绍了双余度飞控计算机自动测试设备的设计,分别对自动测试设备的组成、技术指标以及软件和硬件设计进行介绍,对双余度飞控计算机模拟量、离散量、ARINC429、RS232等性能指标进行测试。该设备测试精度高,运行稳定可靠,具备设备自检能力,具有一定实用性和推广价值。     

三余度飞控计算机架构及其可靠性研究

余度架构设计是解决飞控计算机可靠性问题的有效途径。为了满足高可靠性飞控计算机系统对可靠性和容错性的特殊要求的目的,提出一种新型三余度飞控计算机的余度架构方案,描述飞控计算机冗余设计方法,设计余度计算机软硬件的总体框架,采用马尔可夫方法对该方案进行了可靠性分析,获得了故障覆盖率和失效率对飞控计算机整体可靠性的影响结果,得到所设计余度架构方案可行的结论。     

飞控计算机的三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。     

双—双余度飞控计算机架构及其可靠性分析

飞控计算机是自动飞行控制系统数据处理、控制和综合的核心,其可靠性直接影响着飞机的飞行安全,余度架构设计是解决飞控计算机高可靠性问题的有效途径。针对自动飞行控制系统的可靠性要求,文章提出一种新型双-双余度飞控计算机的架构方案,概括描述了其体系结构设计和工作原理,并利用马尔可夫模型进行了可靠性分析。数据结果表明,双—双余度飞控计算机架构满足容错要求,提高了自动飞行控制系统的可靠性,可作为设计高可靠性长航时飞控计算机的参考方案。     

四余度飞控计算机设计及基于马尔可夫模型的可靠性分析

飞控计算机是面向飞行控制应用的计算机,主要完成控制律计算和余度管理等工作,是安全关键部件。因此,设计高安全、高可靠性的飞控计算机系统对于提高飞机的飞行安全有着至关重要的影响。文章提出一种同构型四余度飞控计算机设计方案,描述其硬件架构和软件工作方式,并利用马尔可夫模型对其可靠性进行建模分析。研究结果表明,四余度同构型飞控计算机结构设计满足飞控系统对可靠性的要求,可作为高可靠性长航时飞控计算机设计的参考方案。     

光纤通道仲裁环网的容错技术研究

为了满足机载分布式计算系统内部数据传输的高带宽和高可靠性需要,文中提出了面向机载分布式计算系统应用的光纤通道仲裁环网的容错技术,即硬件冗余和重构算法．重点讨论了光纤通道接口设计,四余度光纤通道仲裁环网的互连结构,以及四余度光纤通道仲裁环的故障分类、模式切换和重构算法．     

基于PowerPC和X86的二余度非相似飞控计算机系统设计与实现

为了抑制共模故障和提高飞控计算机系统的可靠性,设计实现了一种二余度非相似的飞控计算机原型系统。首先,给出了该系统的硬件结构和原理,硬件结构包括基于PowerPC和X86处理器构成的主副通道、用于交叉通信的双口RAM、基于FPGA的仲裁模块等部分;其次,系统中的余度控制软件部分主要给出了任务同步和仲裁处理软件模块的软件实现流程图,这是非相似余度的关键问题;最后,在实现实物系统的基础上,开展了一系列的仿真实验,验证了该设计系统的可行性。     

基于DSP的双余度电液伺服控制器的设计

在分析双余度构型特点的基础上,设计了基于DSP处理器的双余度电液伺服控制器,采用主/备工作方式,提高了系统的可靠性.实验表明,发生单通道故障时,控制器能够将故障通道隔离,由正常的通道进行控制,保证产品仍能正常工作且性能不下降.     

一种故障通道隔离的低开销容错路由器设计

片上网络中路由器发生故障势必会影响整个网络的性能,过大的容错开销也会给网络带来很大的负担.对此,本文提出了一种故障通道隔离的低开销容错路由器架构,该路由器通过减少不必要的交叉开关及合理优化各个端口VC的数目来减小路由器整体开销,同时增加一个冗余通道来达到对路由器容错的目的.当路由器中某个通道发生故障时,通道隔离检测方法使路由器能够在检测故障类型的同时进行数据传输,带回收指针的重传buffer将会进一步减少整个容错结构的开销.实验结果表明在无故障情况下本文设计的路由器较传统路由器平均延时降低45%左右,最大吞吐率提高28%左右,面积开销仅仅增加了18.24%.在故障存在的情况下,本文方案也显现出很大的优越性,能够达到很好的容错效果.     

飞行控制计算机余度管理策略研究

为满足系统可靠性指标的要求,采用了余度技术,研制了双通道余度飞行控制计算机.在该研究对象的基础上,进行了一种硬件冗余和软件管理的余度管理策略的研究和设计,提出了多余度信号监控表决算法、基于CAN总线的故障检测机制和系统重构与恢复的方法.故障注入实验表明,样例余度飞行控制计算机在遇到故障时能够实时检测出故障,诊断故障类型,并对故障进行处理,完成系统重构,提高了飞行控制系统的任务可靠性,保证无人机的飞行安全.     

飞行控制计算机的设计及其接口仿真

介绍了一种用于简易制导炸弹的飞行控制计算机设计原理;阐述了在静态环境下仿真飞行控制计算机的工作流程和调试飞行控制计算机外围接口的方法.     

小型无人机飞控计算机设计

为了解决小型无人机对飞控计算机小型化和高精度要求的问题,设计以DSP为核心的主控模块,采用大规模逻辑器件CPLD进行地址译码,完成逻辑处理及隔离、驱动功能,配合接口芯片28C94和AD／DA转换芯片设计接口模块、数据采集模块及舵机驱动模块。基于模块化设计的机载飞控计算机具有体积小,功耗低,精度高的特点。系统集成试验和共计15h的验证飞行试验表明,该计算机处理数据的实时性满足5ms数据采集、20ms控制律解算的要求,其输出精度满足控制系统舵机驱动0．01V的要求,总体性能满足验证无人机系统的要求。     

TTP总线在分布式飞控计算机系统中的应用

TTP总线具有高确定性、低时延、容错支持等优点,在构建有硬实时需求的安全关键分布式容错系统中有较大优势。文章简要总结了飞控计算机系统对系统总线的需求,介绍了TTP总线分布式时钟同步与确定性通信技术,分析了TTP总线容错特性与安全性,设计了基于TTP总线的三余度分布式飞控计算机系统,测试验证了系统中的TTP总线同步精度、通信延迟与抖动、TTP总线对飞控功能的支持等,能够满足飞控计算机系统的通信需求。     

关于计算机服务器系统的容错技术

随着信息技术的发展,计算机服务器系统在我国的得到了非常广泛的应用,小到中小企业,大到电力、国防、卫生等重点行业都离不开计算机服务器系统提供7*24小时不间断的工作。因此,一旦计算机服务器系统发生故障,就可能会带来巨大的经济损失。基于此,本文对计算机服务器系统的容错技术进行了探讨。     

基于飞行安全的无人机控制技术发展趋势研究

从无人机飞行安全的角度出发,研究分析了目前国内外无人机控制技术的发展现状,提出了基于飞行安全的无人机控制技术的发展需求,采用自主控制和人工决策相结合的控制技术,提高无人机飞行操纵过程中的自主控制能力,降低人为操纵的干预程度,从而有效提高无人机系统的安全性。     

基于多信号流图的飞控系统实时故障诊断

针对飞控系统构造复杂、解析建模困难的特点,给出一种基于多信号流图模型进行实时故障诊断的方法。该方法首先建立系统的多信号流图模型,然后根据模型得出相关矩阵,在相关矩阵和各实时测试结果基础上按照实时故障诊断基本算法进行诊断推理,判定系统各模块所处的状态。对某型飞机飞控系统的建模以及模拟诊断结果表明,该方法能隔离多故障,同时降低虚警率,是一种十分有效的实时故障诊断方法。     

基于SysML的飞控系统模型重用技术

针对飞控系统建模中的模型重用问题,改进面向虚拟样机的系统分析和描述方法,提出一种基于系统工程建模语言(SysML)组件(BSC)的飞行控制系统虚拟样机模型重用方法,即"部件、结构;行为、过程"(US-BP)方法;以某型四旋翼无人机为例,说明了飞控系统虚拟样机支持模型重用的实现方式,即基于SysML组件与Simulink组件的仿真设计与实现方法。本文为飞控系统建模与仿真领域中的模型重用提供了重要的技术途径。     

基于自适应模糊理论的某型无人机起飞控制方法

基于合理简化的无人机纵向模型,设计了一种自适应模糊控制器,该控制器将Takagi-Sugeno模糊系统与等效控制器相结合,以增强系统的鲁棒性.只要求预先知道系统的相对阶以及未知函数的上下界即可,不需要精确的数学模型.Lyapunov合成方法证明了跟踪误差能趋近于零且其余的控制信号均有界.最后,结合优先级按比例分配的控制分配器,给出了存在扰动情况下飞行控制系统的仿真结果,表明即使在模型部分未知的情况下,该系统仍然能够达到飞行控制的指标性能和品质要求,验证了该方法的有效性.