用软件中断实现的Linux内核故障注入方法

针对容错操作系统的可靠性评测问题,提出一种向Linux内核注入“单个位”故障的方法。基于x86体系结构中的软件中断机制,首先利用可加载内核模块机制在时钟中断中设置一个探测点,然后将用户态的故障数据传输到内核空间,最后利用一种C/S结构的故障注入模型,分别向Linux内核的arch、fs、kernel和mm四个子系统注入故障（瞬时型、间歇型和永久型）6700余次。实验结果表明,与arch和fs子系统相比,kernel和mm子系统对故障的敏感度较高,平均检测故障覆盖率达到38.23';与数据段相比,内核代码段对故障的敏感度较高,平均检测故障覆盖率达到73.49',该方法提高了容错型操作系统可靠性评测的速度和准确度。     

无人机动态测试中的故障注入研究

研究了一种在无人机动态测试中对飞行控制系统进行故障注入试验的专用系统——故障注入与分析系统。本课题首次将故障注入的方法和技术应用于无人机动态测试中,是无人机飞行控制系统研制、试验及性能评价的有效手段。与以往的故障注入研究不同的是,本文没有采用较常用的硬件实现方法,而是采用软件模拟的方法实现了硬件故障注入,大大降低了故障注入的实施难度,也减小了故障注入试验对目标系统的危险系数。     

Linux平台上软件实现的PCIE总线故障注入系统

高端服务器广泛采用PCIE总线作为I/O接口提供网络、存储等服务,PCIE总线故障会严重影响服务器提供可靠的服务.为了测试高端服务器的软硬件系统对PCIE总线故障的容错能力,阐述了基于软件的故障注入思路,设计并实现了基于软件的故障注入系统.经过实验,收集了一些测试数据,验证了故障注入系统的有效性,并分析了实验系统对PCIE总线的容错机制.     

无人机故障注入与故障诊断实时仿真平台研制

对无人机故障注入与故障诊断实时仿真平台的功能模块进行划分和描述,构建仿真系统的框架。在VxWorks环境下建立无人机故障注入与故障诊断半物理实时仿真平台。利用该平台可以进行飞行控制、故障注入与故障诊断等不同的仿真任务,同时各模块相对独立,有较好的移植性和工程应用性,系统测试结果表明了该平台设计的合理性,为无人机故障注入与故障诊断通用仿真平台设计提供了有益参考。     

基于软件仿真技术的外源性故障注入方法研究

针对当前复杂系统测试性试验中存在的无法模拟外部条件性存在的设备故障、外部输入输出故障模式单一等故障注入问题,定义了外源性故障的概念;针对外源性故障具有的功能逻辑和运行场景特性、故障源繁杂特性、模拟难度大成本高特性、总线交联特性,总结了外源性故障注入的基本要求;提出了一种面向外总线复杂应用数据仿真的外源性故障注入方法,面向总线应用层数据,从复杂系统的高级应用逻辑出发,模拟复杂系统交联环境、使用方式等故障行为,建立自动化的实时仿真故障注入环境,通过全数字仿真模型模拟交联环境的行为,进一步通过模型输入、输出或模型参数的改变,实施总线高级行为的故障注入。最后阐述了测试性试验中的外源性故障注入实施方案,分析了该方法的关键技术和环境构建思路,制定了外源性故障注入试验的实施流程。     

软件故障注入方法探究

本文研究了目前已有的软件故障注入工具,时各工具所采用的故障注入方法及缺点进行了总结,并在此基础上介绍了常用的方法.对他人对软件故障注入技术的研究,具有一定的指导作用.     

基于软件故障注入的容错性能评测技术

软件故障注入是评测复杂的分布式、网络等容错系统的重要手段,可以按照故障注入触发时间、故障注入触发方法分类。本文比较了目前的故障注入实验,分析了软件故障注入工具及其故障注入方法,并提出基于Windows2000系统的双机网络容错系统评测方法。     

基于软件故障注入的星载系统错误传播研究

设计了信号故障传播率的计算方法,在此基础上设计了根据信号故障传播率进行故障注入实验,并根据故障注入实验的结果绘制错误传播图的方法.根据实验结果和错误传播图可以从信号和模块两个层次对系统进行分析,找出最为脆弱的部分,即找出最可能传播故障的信号和模块,以及最可能传播故障的一条路径.据此可对系统的可靠性做出评测.工作在高辐射环境下的各类软件系统,如星载系统,在运行过程中可能会因环境的扰动发生SEU现象,本文利用软件故障注入技术对这种现象进行模拟,进行故障注入实验,实验结果表明我们设计的算法能有效地对系统的可靠性做出评测.     

基于软件故障注入的嵌入式系统鲁棒性测试

以研究对嵌入式系统鲁棒性进行评价和基于软件故障注入技术的嵌入式系统鲁棒性测试为目的。对嵌入式系统鲁棒性测试的相关概念以及软件故障注入技术原理进行了介绍,以Linux操作系统内核函数测试为例,通过对系统API参数的故障注入接口进行分析,提出基于GDB工具的软件故障注入方法来实现系统鲁棒性故障注入测试。完成了相应的Linux操作系统API接口故障注入测试实例并给出了测试结果。为嵌入式系统鲁棒性测试提供了更为直观、有效的方法。     

基于软件的星载计算机系统故障注入方法的研究

基于软件的故障注入是对星载计算机系统可靠性进行的一种评测技术。该文首先提出了用软件方法进行的故障注入系统SFIS,并提出故障注入模型;其次阐述了用软件方法进行动态故障注入的过程,最后对实验结果进行了分析。     

基于PH曲线的无人机路径规划算法

研究了无人机可飞行路径规划问题,传统路径规划算法不能生成满足无人机运动学约束的可飞行路径.为解决上述问题,提出了将曲率连续的Pythagorean Hodograph (PH)曲线(又称勾股速端曲线)直接用于无人机路径规划的方法,利用PH曲线曲率连续、曲线平滑以及有理特性,在已知威胁的环境中可直接得到满足最大曲率约束且曲率连续的无人机可飞行路径.采用遗传模拟退火算法搜索避开环境中威胁体,并满足约束条件的最优PH路径,使仿真过程结合遗传算法和模拟退火算法的优点,取长补短,提高搜索效率,加强全局搜索能力.仿真结果表明,遗传模拟退火算法能在较少的进化代数下得到最优路径解,且所得的满足约束条件的PH路径曲率连续,为无人机飞行控制提供了依据.     

基于几何法的无人机航迹规划

针对无人机的三维航迹规划问题,提出了一种基于几何法的航迹规划算法.通过对无人机飞行航迹的分析,将无人机航迹看作是由一系列直线、圆弧和螺旋线的有序组成.研究了无人机最大过载系数、最大平飞速度、升限等性能与航迹可行性的关系,得出生成最优航迹的限定条件.讨论了几何法无人机航迹规划的步骤.按照几何原理对无人机航迹进行了规划,将无人战斗机的机动性能在航迹中充分体现出来.计算机仿真结果表明用几何法规划的航迹具有较好的适用性.     

针对实际应用的Linux实验教学研究

针对高校操作系统教学中存在重理论轻实践的状况,在分析产生原因的基础上,本文提出将Linux实验教学引入操作系统教学体系中的观点。实践证明,教授Linux有利于激发学生学习操作系统的兴趣,培养学生的系统管理能力和程序编写能力,教学效果良好。     

基于Linux嵌入式系统的研究与分析

本文主要分析嵌入式Linux系统的特点、开发平台、开发工具和系统的主要缺点。另外以Linux为基础,介绍嵌入式系统、Linux操作系统。探讨Linux系统的测试体系及采用Linux作为嵌入式系统的软件开发方法,对Linux嵌入式系统进行了研究与分析。     

Obstacle Avoidance for Unmanned Aerial Vehicles

This work is framed within the PITVANT project and aims to contribute to the development of obstacle avoidance techniques for unmanned aerial vehicles (UAVs). The paper describes the design, implementation and experimental evaluation of a potential field obstacle avoidance algorithm based on the fluid mechanics panel methods. Obstacles and the UAV goal position are modeled by harmonic functions thus avoiding the presence of local minima. Adaptations are made to apply the method to the automatic control of a fixed wing aircraft, relying only on a local map of the environment that is updated with information from sensors onboard the aircraft. Hardware-In-Loop simulations show the good performance of the proposed algorithm in the envisioned mission scenarios for the PITVANT vehicles.     

基于粒子群优化算法的无人机航迹规划

无人机作为侦察和作战的重要手段,重要的是保证侦察目标的准确性,对任务/航迹规划系统是无人机实现自主飞行和自主攻击的关键技术。在给出无人机航迹规划问题描述的基础上,提出一种基于粒子群优化算法的无人机航迹规划方法,利用粒子群优化算法,将约束条件和搜索算法相结合,从而有效减小搜索空间,得到一条全局最优路径并进行仿真。仿真结果表明,规划方法能够快速有效地完成规划任务,获得满意的航迹,满足无人机作战要求,具有重要的现实意义。     

无人机舵机测试系统软件设计与应用

根据无人机系统的舵机测试需求,给出了基于虚拟仪器组成舵机测试系统的设计思想,在软件开发中对舵机各个参数的测试方法和测试流程给出了恰当设计等,用几个典型的参数测试阐明了该系统的应用.利用该系统全面测试舵机的各项性能指标,对研发新的舵机产品具有实用价值.     

基于状态空间MPC的无人机无人车联合运动控制

针对四旋翼无人机无人车联合运动缺乏对系统成员姿态约束的问题,研究了一种基于模型预测控制(MPC)的分布式联合运动控制方法.基于虚拟结构法,使用虚拟领航者策略,以虚拟领航者提供参考轨迹及参考速度,分别在各无人器平台上转换成各自所需的预测时域信息,结合推导的各无人器的状态空间模型滚动优化实现预测控制.限定四旋翼高度方向运动状态与偏航角,构造以俯仰角、横滚角与重力加速度乘积为位置运动输入的状态空间模型,将无人机内环姿态控制约束加入位置运动,增强飞行稳定性.改良无人车状态空间模型,增加速度信息得到可提供位置速度追踪的增广状态空间模型,增强运动追踪能力.仿真表明在满足无人器姿态约束条件下,能够保证联合运动的位置速度精度.     

UAV中图像处理系统的研究

对UAV中的图像处理系统进行了探讨,给出了一个切实可行的图像处理系统,包括系统结构、硬件组成、软件设计等。其中,软件设计利用了Intel公司的开放源代码图像处理工具包OpenCV,并且在目标检测上取得了较好的效果。     

基于粒子群优化算法的无人机航迹规划

提出一种基于粒子群优化算法的无人机航迹规划方法,利用粒子群优化算法,在等效数字地图中实现单个目标点的无人机航迹规划,并对算法性能进行仔细分析,仿真结果表明,该方法能够快速有效地完成航迹规划任务,得到满意的三维航迹。