高实时性的无人机飞控软件测试系统设计

机载计算机作为无人机系统的控制核心,在设计过程中对其进行性能监测及功能验证是保证其正常工作的基本途径;运行于机载计算机内的飞控软件已成为无人机飞控系统设计中最重要的因素之一,采用Labview和RTX搭配的建模方式,模拟无人机机载计算机的真实硬件环境,在Windows操作系统下构建一套高实时性的测试系统方案,完成对机载计算机飞控软件的实时监测评估和性能测试;经实际测试,该系统能够实现对无人机飞控软件的实时监测和测试,实时性带来的实时误差不超过1％.     

基于VxWorks的星务管理系统软件多任务实时性调度设计

在星务管理系统软件的设计开发中,为了更好地满足系统的高实时性、高安全性、高可靠性等要求,提出采用实时性强的操作系统——VxWorks操作系统作为卫星星务系统的核心。采用VxWorks操作系统的多任务调度机制,并结合基于时间片轮转调度实现多任务设计算法的特点,进而制定出星务管理系统软件的架构。结果表明,该设计满足卫星星务系统软件设计的可靠性、实时性的要求。     

基于上下文的飞控软件老化缺陷定位方法研究

随着航空工业的发展和飞控软件复杂度的提高,对飞控软件可靠性和实时性的要求也越来越高。软件老化缺陷中存在一类缺陷,会使系统响应逐渐变慢,最终出现失效,严重影响飞控软件的可靠性和实时性,但目前没有定位这类缺陷的有效方法。针对这类缺陷的定位,提出了一种基于上下文的飞控软件老化缺陷定位方法。该方法将飞控软件的主循环建模成一棵任务树,飞控软件反复运行的主循环抽象成一个任务树序列。通过Mann-Kendall Test对任务树中心节点的时间属性进行趋势检测,找到可疑任务,并根据任务树之间的关系对可疑任务进行筛选,定位出含有缺陷的任务,则该任务所对应的函数即为缺陷所在的位置。实验表明,该方法不仅能够给出缺陷的具体位置,还能给出发生失效时的调用上下文。     

基于APM的高级飞控系统设计

设计了一种基于开源飞控APM的高级飞控系统,高级飞控系统包含硬件电路模块和软件算法模块,采用MAVLink协议控制APM无人机,设计了以高级飞控系统控制无人机的一键起飞控制流程、遥控量的控制功能、上传飞行任务到APM飞控功能。移植UCOSIII操作系统,并结合MAVLink协议设计了编队组网架构方法,裁减协议数据流,使之适应组网通信数据量限值,在高级飞控系统上测试基于粒子群算法的无人机集群搜索并规划航线的算法仿真实验,结果表明满足实时性要求和通信要求,将计算出的航点通过协议发送给无人机即可实现对无人机航迹规划,高级飞控系统的功能同样适用于MAVLink协议的其他飞控如PX4飞控,具有较广泛的应用。     

基于RTX的并口实时中断控制系统

并口实时中断控制系统利用RTX在Windows XP操作系统上进行实时性能扩展,形成与Windows XP并列的实时子系统.利用CPLD分频产生时序作为并口中断输入信号,实时子系统响应中断并执行中断服务程序.将此并口实时中断控制系统应用于飞控软件实时动态仿真监测系统,实验证明该系统满足了监测系统的高实时性和稳定性、可靠性要求.     

基于高性能计算机的飞控软件调试系统设计与实现

空空导弹飞控软件设计中,由于计算机外部接口多、控制算法复杂、实时性要求高,因此调试验证困难,针对其研制了配套设备。该设备以真实的飞控软件作对象,设置匹配接口和必需的外部模型,调试和验证飞控软件。论文介绍了该设备的设计、实现和涉及的关键技术,最后给出了仿真效果。     

飞控实时仿真系统构建技术研究

根据飞控实时仿真过程应确保实时性、可靠性等要求,给出了一种集仿真建模、模型下载、飞行状态实时监控、仿真数据离线分析和处理等功能于一体的飞控实时仿真系统的设计,并利用可实现快速原型化技术的Matlab/RTW工具和实时操作系统VxWorks来实现.     

导弹飞控系统快速控制原型开发及半实物仿真系统方案研究

介绍了一种飞控系统快速控制原型软硬件设计方案,该方案兼顾了数学仿真和半实物仿真两大功能;通过RT-LAB软件和通用硬件平台(工控机和数据采集板卡等)实现了将基于Matlab/Simulink开发的制导律和控制律数字仿真模型直接加载到快速控制原型机上实时运行,参与半实物仿真试验,使算法在飞控计算机工程样机硬件实现之前就可以达到比较完善的程度;并为飞控软件的设计、改进以及参数的优化提供了试验依据;实际应用表明,该快速控制原型和半实物仿真系统具有很好的实时性和可靠性,同时具有良好的通用性和扩展性。     

基于RTLinux的计算机联锁软件可靠性和实时性研究

采用性能稳定、可靠性高、实时性好的RTLinux作为联锁计算机的操作系统,可以有效地提高计算机联锁软件的可靠性和实时性.叙述了对软件可靠性的描述和提高系统软件可靠性的具体方法,以及RTLinux的实时性,在RTLinux平台下的IPC机制,并进行了相应的测试.     

一种飞艇半物理仿真系统ARINC429驱动的设计与实现

为了满足飞艇实际飞行过程对通信可靠性和实时性的需求,半物理仿真系统的飞艇模型计算机采用以PC为平台的Xpc嵌入式实时系统,飞控计算机采用以PowerPC为平台的VxWork嵌入式实时系统,通过ARINC429协议完成数据通讯;硬件上,PowerPC通过桥接芯片访问并控制PCI设备;软件上,按照Xpc系统和vxWork系统PCI设备驱动程序的编写流程,分析了xPC内存驱动框架和vxBus驱动框架关键技术点,设计了飞艇模型计算机Xpc和飞控计算机Vxwork的ARINC429通讯卡驱动程序;通过实际的应用,证实所开发的ARINC429驱动程序满足飞艇半物理仿真平台数据通讯的可靠性和实时性。     

小卫星星载软件微内核的设计

随着小卫星功能的提升,星上软件需要操作系统的支持。该文分析星载软件所需的实时操作系统,根据星载软件的实际任务要求,提出一个适合于星上嵌入式系统的软件微内核设计架构,具有面向卫星、占固存少、可在轨软件重构、实时性强、可靠性高等特点。     

基于1553B总线的飞控软件测试仿真平台设计

针对导弹飞控软件测试系统中更高可靠性、灵活性和实用性的要求,设计了一种基于1553B总线的导弹飞控软件测试仿真平台,介绍其系统组成及上位机软件的设计和实现。对高可靠性和灵活性的飞控软件测试仿真平台进行了研究,从软硬件方面予以分析,给出一个详细的设计方案：测试平台与飞控计算机采用1553B总线通讯的同时,利用VS2010设计上位机测试软件和S-function函数进行子模块封装,并通过Higale仿真界面进行实时的通信控制与显示,可以在保证通信可靠性的基础上对飞控软件的测试结果进行判断与分析。仿真测试结果表明,该飞控软件测试仿真平台方案可以实现对某型导弹飞行控制软件的通信与测试,并且具有高可靠性和可扩展性。     

基于DSP+FPGA的激光半主动导弹飞控软件设计

为满足弹载飞控软件实时性、可靠性的要求,设计了基于DSP+FPGA硬件结构的某型号激光半主动导弹飞控软件,其中TMS320C6713 DSP作为主处理器,FPGA作为协处理器,两者进行高度并行数据处理。飞控软件包括测试模式和正常工作模式,测试模式完成弹上设备的测试和维护,正常模式完成导弹的发射和控制。本着高内聚、低耦合原则,对飞控软件采用模块化设计方法,给出了模块组成、模块功能以及模块间的关系。最后给出了飞控软件半实物仿真试验结果及改进方向。     

某小型无人机飞控系统串行通信程序的设计

介绍了以TI公司的DSP芯片TMS320LF2407A为核心的某小型无人机机载计算机系统硬件组成;针对某小型无人机飞控系统串口通信复杂、强实时性等特点,使用了混合编程、模块化、循环缓冲和帧分类技术设计了通用串口中断程序和帧提取程序,分别实现了串行数据收发和控制指令的识别及其提取,并给出了部分流程图;阐述了系统联调中出现的问题和解决办法;经过长时间的运行测试表明,程序可靠性高,实时性强,满足了无人机飞控系统对串行通讯程序的性能要求.     

应用RTOS的TD-LTE无线综测仪的实现

针对通信软件设计中实时性和可靠性两大难题,提出了一种第三代合作伙伴(3GPP)长期演进(LTE)网络端协议栈通信软件的实现方案,即基于Nucleus PLUS实时操作系统的新一代宽带无线通信软件的设计。重点介绍了Nucleus PLUS实时多任务操作系统的主要组件及其相关功能,并论述了在Nucleus PLUS操作系统下对通信软件进行设计和实现的方法。实际测试表明,采用NucleusPLUS操作系统的终端测试仪确保了通信的可靠性和实时性,可应用于其他通信软件的开发过程中。     

嵌入式软件仿真测试环境中实时控制器的设计

嵌入式软件是软件中最难于测试的一类软件,具有软硬件高度相关性和实时性,前期基于自动化测试工具TestQuest构造的软件仿真测试环境是基于windows平台的,存在实时性差和任务调度困难等缺陷,针对以上问题,对基于TestQuest构造的测试环境扩展了基于vxworks操作系统的实时控制器(RCC),详细说明了其软硬件的设计、vxworks操作系统的移植和BSP的开发、实时控制器的任务调度机制和原型系统的验证。     

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。     

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VxWorks的MUAV飞行控制系统设计

针对微小型无人机（MUAV）功能要求复杂,迫切需要提高可靠性与实时性等现状,以嵌入式实时操作系统VxWorks为平台,完成了MUAV飞行控制软件系统的开发,实现了多传感器数据采集、捷联解算、卡尔曼滤波、飞行控制、地面通信、故障处理等多项功能。给出了基于Vxworks的MUAV飞行控制软件系统中多任务划分、优先级分配的方法,对各模块进行了详细设计,并利用多任务机制对单任务飞控软件存在的不足之处作出了改进。外场试验与对比试验证明：嵌入式实时操作系统的引入显著提高了MUAV飞行控制系统的实时性与可靠性。     

基于ARM的智能机器人小车控制系统设计

本文主要介绍了基于ARM内核的S3C44BOX在机器人小车控制系统中的应用.设计了控制系统的硬件电路和软件.将实时性较高的操作系统μC/OS-Ⅱ移植到S3C44BOX上来实现机器人小车控制系统的任务调度.增强了系统的实时性和可靠性,实现了机器人小车的精确实时控制.