FPGA动态局部重构在通用远程接口单元设计中的应用

为了提高飞机机载机电系统的信号处理终端设备——远程接口单元(RIU)的通用性、配置的灵活性、故障后自修复能力等,研究了通用远程接口单元(GRIU)的系统架构。在硬件结构上,由开关矩阵桥接各类机载机电信号;应用FPGA动态局部重构(DPR)技术,由模块化BIT文件流实现机载机电子系统的功能配置和故障后重构。介绍了RIU的作用和特点,DPR的设计方法,并以起落架系统和液压系统为例,给出了GRIU在机载机电系统中的工程应用方法。     

基于双通道传感器的航空发动机在线故障诊断系统研究

对基于双通道传感器的航空发动机在线故障诊断和隔离技术进行了研究;在发动机机载非线性模型的基础上,对发动机的双通道传感器分别设计混合卡尔曼滤波器,利用该滤波器在线估计双通道传感器输出,并结合实际双通道传感器测量值以及发动机机载非线性模型的输出值在线实现传感器故障检测和隔离、部件故障及异常检测确认;利用该技术建立了某型涡扇发动机在线故障诊断系统,通过仿真实例验证了该系统的诊断性能,实验结果表明,本文所建立的在线故障诊断系统能够较好的完成故障诊断与隔离、部件故障及异常检测等功能,为此类系统的工程应用提供了理论依据。     

航空发动机伺服双通道协同控制技术研究

针对常规航空发动机伺服控制方法存在的不足,提出了一种采用双通道协同工作提高故障容错能力及伺服控制性能的方法。该方法通过余度管理算法对传感器信号进行有效融合,提高故障容错能力;并采用双通道同时工作的方式,提高通道切换速度,降低通道切换扰动。全数字仿真和台架试验验证结果均表明,该方法显著降低了通道切换对伺服控制回路带来的扰动,提高了故障容错能力,对提高航空发动机数字电子控制系统的工作性能和可靠性具有重要作用。     

一种新型无人机机载计算机同步策略研究

机载计算机是无人机的核心部件,其可靠性高低直接决定了系统的安全;余度技术作为机载计算机可靠性设计的一项重要手段,对提高系统的应变能力,实现故障隐蔽以消除故障,改善系统性能有十分重要的作用;但是在余度技术中不同通道之间会存在一定的时钟误差,如果不进行处理将会使其无法达到无缝切换,从而影响系统的安全;在对机载计算机内部通道间不同步的原因进行详细分析的基础上,提出了一种软、硬件相结合的同步算法,并以三余度机载计算机为例进行了实际测试;测试结果证明该策略实现简单、同步效果好,异步度完全满足系统要求且付出的软、硬件代价小,显著提高了全系统的可靠性及可维护性。     

机载计算机BIT设计技术及策略研究

机内测试(Built-in Test,BIT)技术是改善系统或设备测试性和维修性的重要途径,通过在机载计算机中设计专门的BIT算法,可以达到大幅度提高机载计算机的可靠性和安全性的目的,但高的虚警率是阻碍其广泛应用的一个重要原因;在对机载计算机BIT虚警原因进行分析的基础上,提出一种新型的机载计算机BIT设计策略,并给出了算法流程图;提出了数字I/0通道、A/D、D/A通道、串行接口等关键部分的故障检测解决方案,经过实践证明该策略的测试覆盖率达90%以上,降低虚警率约35%,明显提高了机载计算机的可靠性及可维护性。     

飞机机电综合管理平台应用任务调度方法研究

针对飞机机电综合管理平台应用任务多、实时性强、安全性高的特点,通过研究ARINC653标准中的分区、进程两级任务调度机制和机载机电系统应用软件特点,设计了飞机机电综合管理平台应用任务分区划分、分区时间调度规划和分区内任务调度的具体方法;该方法可实现不同安全级别应用任务安全、实时共享机电综合管理平台资源;仿真实验结果表明,该方法能确定性保证飞机机电综合管理平台全部任务的可调度性,提高了系统安全性和硬件资源利用率,降低了系统开销。     

一种发动机电子控制器双通道热备份设计

针对航空发动机电子控制器（EEC）的高可靠性需求，设计了一种双通道热备份方案。在该方案中，两个电子控制器独立运行并相互进行热备份，采用硬件电路进行主/副通道判决和仲裁，在主通道故障时可以快速无缝切换，故障的电子控制器及时重启恢复并作为副通道继续实时热备份。介绍了该热备份方案的设计和实现方法，提高了航空发动机的系统可靠性，具有一定的工程实用价值。     

新型机载机电管理系统网络化综合测试研究

针对新型机载机电管理系统功能性能测试需求,提出一种基于EtherCAT总线的网络化测试系统设计方案.该系统的设计采用模块化的设计思想,分别设计嵌入式主站、功能从站,主站与从站间通过EtherCAT总线实现数据通信.该系统具备仿真飞机机电子系统设备的各类输入输出信号与模拟飞管系统总线通信活动功能,可以实现对新型机载机电管理系统功能与性能的验证.测试结果表明,该系统测试覆盖率与测试效率高,运行稳定,可扩展性强.     

设备状态检修管理系统研究

状态检修可以有效提高设备的可靠性和降低成本．目前正在我国的机电行业中大力推广应用。设计一个完整的设备状态检修管理系统,详细论述该系统的体系结构、功能模块以及数据库设计。目前已经应用该系统成功开发多个模块,取得良好的效果。     

设备状态检修管理系统研究

状态检修可以有效提高设备的可靠性和降低成本,目前正在我国的机电行业中大力推广应用。设计一个完整的设备状态检修管理系统,详细论述该系统的体系结构、功能模块以及数据库设计。目前已经应用该系统成功开发多个模块,取得良好的效果。     

面向拜占庭弹性的余度管理方案

综合化航空电子系统是新一代飞机的一个重要特征,其可靠性和稳定性对整个飞机的飞行和安全起着决定性作用.针对航电系统应当具有高可靠性的特点,提出一种分布式集群余度架构,并设计相应的余度管理方法,以容忍航电系统故障后可能出现的拜占庭错误,有效提高容错计算机的可靠性和容错能力.采用门限签名和集群选主两种方案优化提出的余度管理方法,降低集群中余度计算机之间的通信开销,避免影响航电系统的实时性,提高余度管理效率.通过模拟实验进行测试,结果验证了分布式集群余度管理方法可以有效提升航电系统的可靠性,增强拜占庭弹性,实现在n余度的航电系统中只要拜占庭节点数小于n/3,系统仍然能够正确运行,并且优化方案具有更低的通信开销和计算开销.     

基于LabVIEW的机电管理电源监测系统设计

针对某型机机电管理系统电源参数全过程综合监测分析能力弱、故障判断余度少等问题,设计了一种新型机电管理电源监测系统。利用工控计算机上的串行通讯板卡通过RS422A总线与机电管理计算机进行硬件联接,基于LabVIEW软件开发了监测程序界面。程序设计中,采用生产者-消费者循环架构进行数据的采集与处理,解决了大量数据传输的丢包问题;利用按钮事件将电源参数的监测数据发送到波形控件进行全过程显示分析;故障判断利用故障状态数据及波形数据综合判断,提高了故障监测的可靠性。通过实验测试,电源监测系统能够有效地完成参数全过程监测分析、能够准确可靠地进行故障判断。     

运载火箭单惯组多表冗余的故障诊断与重构

惯性测量装置冗余是运载火箭中经常采用的一种用来提高其惯性导航系统可靠性的技术,根据冗余方式的不同,惯性测量装置冗余技术可分为系统冗余和单表冗余,分析了现有航天器惯性导航系统采用的冗余技术,从系统的重量、体积和成本方面比较,单表冗余具有明显优势;为此,从单表冗余角度介绍了一种运载火箭十表冗余的捷联惯性测量组合冗余管理方案,对冗余配置的陀螺仪和加速度计测量信息进行故障诊断,将故障定位到具体的某个陀螺仪或加速度计,在两度故障下,仍能够进行典型故障诊断,对故障仪表隔离后进行信息重构,实现一度故障及部分两度故障情况下导航信息的正常输出,增强了运载火箭惯导系统对惯组故障的容错能力。     

中低速磁悬浮列车运行维护管理系统设计

作为一种快速轨道交通工具,中低速磁浮列车对于安全性、可靠性和冗余性有着十分严格的要求.而传统的列车维护往往采用人工方式,不但要消耗大量的人力、物力,而且对于出现的故障也不能及时做出反应,难以保证磁悬浮列车的正常、安全运行.针对这一问题,文中在分析中低速磁浮交通系统维护管理需求的基础上,设计并实现了基于B/S(Browser/server)结构的网络化维护管理系统,并从系统架构、信息流程、维修方案以及功能设计等方面进行了详细的介绍.系统的建立简化了维护管理流程,提高了维护效率,降低了维护成本,这对于提高车辆的安全性和可用度具有十分重要的意义.     

DSP多处理器的实时数据共享三余度伺服系统余度管理

基于TI公司DSP芯片TMS320F28335设计了一种多处理器实时数据共享三余度伺服系统,首先搭建了基于McBSP通信总线的子控制器两两交互通信平台,实现了三余度伺服系统数据共享和信息交互,接着提出了双交互比电流均衡法,实现了三通道间的电流均衡严格同步,解决了余度伺服系统力矩纷争的技术难题,最后重点攻克了控制律用信号表决余度管理,实现三余度伺服故障监测及隔离、余度降级故障平滑切换的技术难题,使伺服系统的实时性和可靠性得到最大程度的提高.     

三余度飞控系统余度管理算法设计与实现

利用余度技术可以很好提高飞行控制计算机系统的可靠性和容错能力;余度设计的的故障容错能力主要是通过系统的余度管理来实现的;在对余度管理算法进行了深入研究的前提下,结合嵌入式实时操作系统VxWorks的特点,详细描述了三余度飞控计算机系统余度管理算法的设计流程,采用这样的设计使得系统结构紧凑,大大提高了系统的实时性和安全性要求.     

冗余设计技术的有效性研究

冗余设计技术是提高产品可靠性水平的有效设计技术之一。但是究竟采用冗余设计能提高多少？冗余设计技术是否可以无限制的提高可靠性？在各种可靠性文献中未见有相关的推理和证明。作者在本文对上述问题做出了结论,并进行了数学推导与证明。     

基于云计算架构的电力企业管理系统设计和应用研究

传统电力企业管理系统存在时效性较差,安全性不足,故障解决效率不高,可靠性有待提升等问题.为改进这些不足,设计一款基于云计算架构的电力企业管理系统,主要结构包括电力参数分析模块、办公软件管理模块、输电能力计算模块、服务管理模块、电费收缴管理模块、资产管理模块等内容,将其用于电力企业管理当中以弥补传统系统设计中的不足,增强...     

机载机电系统综合管理总线控制技术研究

采用基于windows实时扩展模块RTX和155313双冗余总线,设计了新一代机载机电设备综合管理分布式仿真平台系统结构。保证了系统的实时性和容错性,改变了原有系统“散、乱、杂”的局面。该文着重分析了1553B总线系统传输模式,提出了各终端模式软件设计所需考虑的问题,采用模块化软件设计思想设计了1553B总线传输系统软件,在试验结果基础上分析了总线特性。结果表明,在数据量一定的情况下,BC初始化帧频率的选取对总线负载的影响较大,频率越小,总线负载轻。不会出现总线堵塞现象;帧频率高数据传输速度快,延时小,总线负载重。系统软件采用模块化设计,具有可扩展性和一定程度的开放性。     

双余度核电DEH设计与马尔科夫模型分析

可靠性在核电汽轮机数字电液控制系统(Digital electro-hydraulic control system,DEH)质量中至关重要;从提升系统可靠性的角度出发,分析了核电DEH的工作原理,设计了基于异构处理器的核电DEH系统,给出了 DEH的系统架构、硬件构成及双余度设计方案;基于马尔科夫过程理论建立了双余度核电DEH的可靠度函数模型,结合可靠性框图及双余度系统状态转移图对核电DEH做了失效分类;引入失效率、维修率、共因失效因子与诊断覆盖率等参数,建立了状态转移方程,分析了系统在不同生命周期基于马尔科夫模型的可靠度;通过一个实例检验了双余度核电DEH的可靠性,为工程设计人员提供了指导与参考.