基于VxWorks的星务管理软件设计与在轨验证

结合天巡一号(NHTX-1)微小卫星的任务特点,介绍了基于VxWorks操作系统的实时多任务星务管理软件的设计步骤,重点描述了模块、任务分解,多任务优先级分配,中断设计,集中式相对程控技术,模式定义与模式切换等研究,并根据卫星在轨工作状态对星务管理软件的运行情况进行分析,结果表明该星务管理软件具有很高的安全可靠性,使卫星完成了预定任务.     

一体化星务计算机多路多模式通信系统的实现

在某一体化微小卫星的设计中,针对其高性能星务计算机硬件接口受限,无法完成对星务、姿控分系统内十余个测量、控制部件的管理,设计了一种多路多模式通信系统作为星务计算机的通信功能扩展.该系统制定了与星务计算机的通信协议,以FPGA作为控制器并应用Verilog HDL编程技术,采用具备缓存功能的多路多模式全双工串行通信架构,完成星务计算机对各测量、控制部件高效、低延迟的通信管理.实验结果表明,该系统运行稳定、功能正常,满足本工程设计的应用需求.     

小卫星星载操作系统内核的设计

小卫星由于一些突出的优点正成为研究的焦点，而星载操作系统是星务管理软件指挥卫星运行的平台，当前没有专门为小卫星设计的实时操作系统，一般都是对通用嵌入式实时操作系统进行裁剪来完成，需要很大的工作量，在某小卫星设计的基础上，提出了一种星载实时操作系统内核的设计方法，其特点是：面向小卫星应用、代码少，实时性强，稳定性高。     

双机容错系统FTDC的设计与实现

给出了一种利用现有计算机和少量必要的硬件,以容错管理软件为主要手段实现的低成本双机容错系统,主要介绍了该机的容错设计、容错管理软件的实现以及关键技术等问题。     

基于PXI总线技术的星载计算机性能测试系统研究

CX-1星务系统采用一体化设计方式,所有单机和分系统都与星载计算机直接相连,接受星载计算机的管理和控制;分系统或单机之间的信息交换必须经过星载计算机,因此,在设计过程中尽可能地提高星载计算机系统的可靠性就成为主要目标之一;为保证星载计算机的可靠性,在卫星的设计和研制过程中,对星载计算机的电气性能测试占据十分重要的地位;从分析星载计算机电气性能测试的需求出发,介绍了基于虚拟仪器技术的星载计算机测试系统的基本功能、硬件配置、软件设计等,给出了系统测试原理与测试结果;通过实际对星载计算机的测试试验,利用该系统测试星载计算机的性能可以实现故障的快速定位.     

公开小卫星可复用软件技术研究

小卫星应用领域的不断扩展、功能和结构的日趋复杂以及数量的急剧攀升,使得星载软件的规模和复杂度快速增加,软件可复用性设计变得愈加重要。本文首先分析了面向体系应用的星载软件功能和技术需求,然后对星载软件体系架构进行了分层模块化设计,最后针对星务主机,详细描述了星载软件框架的静态结构,动态结构以及可复用构件的运行模式。在小卫星向体系化应用发展的趋势下,分层模块化软件体系架构和软件框架技术将提高星载软件的可复用性,为实现小卫星快速集成,快速测试和快速生产打下重要基础。     

卫星微振动测量系统双冗余CAN总线接口设计

在轨微振动测量系统是卫星平台与遥感系统有效载荷的重要星载设备,用于测量卫星在轨运行时典型位置的微振动加速度水平。针对星上总线接口及微振动测量数据传输需求,设计了一种高可靠性双冗余CAN总线。通过CAN总线硬件驱动选型、数字信号处理(DSP)与CAN总线控制器接口匹配、读写时序设计与分析、总线协议与数据约定分析、驱动层和应用层软件设计以及总线切换和容错设计等方法,实现了与星务计算机的高可靠性CAN总线通信,可满足微振动测量系统指令接收、工作模式切换、测量数据与状态遥测数据传输等功能需求。通过地面测试与在轨运行验证,该CAN总线接口设计满足星载通信网络的性能要求,具有接口简单、稳定可靠、实时性好的特点。同时,该设计也为解决高速CPU与低速通信总线外设间匹配、独立型与复用型地址数据总线器件接口设计及CAN总线在星载通信总线领域的应用难题提供了参考。     

基于FPGA技术的微小卫星总线控制系统设计

传统的星载计算机集成控制技术不能满足微小卫星日益复杂的数据交互要求和通用化、平台化的要求;研究了星上公共总线结构下的微小卫星控制结构,把星上网络划分为信息网和控制网;基于FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片设计了星务计算机节点及其CAN(Control Area Bus)总线接口;应用了SOPC可编程片上系统技术,使得系统的体积功耗更小,提高了系统灵活性和功能集成度;通过微小卫星飞轮执行机构的控制实验,验证了基于总线的微小卫星控制系统的有效性.     

基于星载GPS卫星编队可视化仿真系统

针对研究星载GPS编队卫星自主导航算法及模型对编队的影响,为实际编队提高导航定位精度,结合数据库系统编制出了关于星载GPS编队卫星仿真系统。在分析卫星编队相对导航运动规律基础上,利用OPENGL及数据库技术对星载GPS空间圆编队,车轮式编队和水平圆编队进行了三维可视化仿真,给出了设计过程。考虑到编队卫星需要接收GPS信号进行自主导航,利用GPS星座可见性分析方法,实现星载GPS编队卫星的GPS星座选择。三维可视化仿真结合STK进行了验证。仿真系统已作为编队方案设计、编队飞行相对导航仿真算法设计的基础工具,还为将来各种航天器编队飞行应用技术及航天器对接技术提供可靠的试验基础数据和技术依据。     

创新一号小卫星星载计算机控制系统设计

对创新一号小卫星的星载计算机系统的设计进行了介绍，作为我国第一颗重量在100kg以下的小卫星，创新一号星载计算机采用了多项国内首次使用的新技术，经过一年的飞行测试验证，证明了卫星计算机系统的安全可靠，该文就星载计算机系统的主要特点和采用的可靠性设计技术进行了较深入的研究，反映了创新一号星载计算机系统所获得的主要成绩。     

煤矿监控系统双机热备数据同步软件设计

针对现有的煤矿监控系统双机热备方案存在存储设备投资费用高、可靠性相对较差、主机中断后恢复数据算法复杂等缺点,设计了基于纯软件模式的双机热备数据同步软件,该软件依据煤矿监控系统的实际应用情况,将监控数据同步功能从双机热备系统中独立出来,形成一个独立的软件,降低了双机热备同步算法和同步内容的复杂度,提高了双机热备的可靠性。     

基于NETBIOS的双机系统的设计与实现

双机设计是提高系统可靠性的一种方法。本文首先简要介绍了ＮＥＴＢＩＯＳ的概貌，网络控制块，命令和调用、接着论述了基于ＮＥＴＢＩＯＳ通信的双机系统的设计思想。特别地对会话创建，双机同步与故障判定，状态的切换与数据一致性的实现作了详细研究。     

基于VC的煤矿监控软件开发

设计开发了一套面向中小煤矿的监控系统。在该分布式监控系统中，主计算机为工业控制计算机．采用Visual C 开发了运行于Windows环境下的监控管理软件。本文将监控管理软件分解成若干功能模块，介绍了各模块的主要功能及软件设计思想，重点分析了通信模块和报表模块的实现技术。     

星载微波探测仪软件时序表化的设计方法

基于一个实际的星载微波探测仪软件项目,介绍了软件时序表化的设计方法.采用该方法实现的软件,其运行过程就是查询时序表的过程,主要特点是软件结构简单、模块功能和结构耦合松散、运行效率高、易更改和测试.这些特点在星载微波探测仪的设计、测试和定标过程中得到了充分的验证,设计方法可为其他航天软件的研制提供参考.     

动车组牵引控制单元DSP程序设计与实现

文中利用牵引控制单元(TCU)中DSP微处理器运算速度快的优点,设计并实现了一套牵引控制程序;不仅包含运行于DSP上的四象限整流器、PWM逆变器的控制和调制算法程序,而且配套研发了TCU装车后运行在PC上的可在线调试算法程序的上位机软件;最终在dSPACE半实物仿真平台上,牵引控制程序成功驱动列车从车速0稳步提升到320 km/h,同时,用户可通过上位机软件实现实时查看牵引控制程序运行时的关键数据波形、在线修改算法参数、升级牵引控制程序的功能;实验结果验证了文中设计的牵引控制单元DSP程序及上位机软件的可用性、易用性、正确性和实时性,为后续控制算法的优化、创新和验证奠定软件基础.     

永磁直线同步电机提升系统监控系统的设计与实现

介绍了分段式永磁直线同步电机提升系统的工作原理。针对该系统的特点设计了监控系统,采用以工业控制计算机为上位机、PLC为下位机的监控系统结构,并利用力控组态软件设计开发了提升系统的监控软件。实验运行表明,该方案设计合理、运行灵活、可靠性高。     

基于COTS器件的高费效比商业卫星计算机研究

对国内外基于COTS(Commercial Off-The-Shelf)器件的商业卫星计算机进行了研究。针对商业卫星公司对卫星可靠性、运算性能、成本控制、研发周期等要求和实际空间运行环境,分析了目前国内外商用卫星的设计模式和特点,提出一种基于汽车级COTS器件的商业卫星单板计算机系统。在可靠性设计上采用了EDAC、双核Lock-Step等技术,选用单粒子免疫的器件的MRAM和反熔丝FPGA,在保证计算机系统安全性、可靠性、成本控制和运算性能的同时,避免了多核或多处理器冗余加固方案导致的额外软件开发成本,缩短产品研发周期。研究对基于COTS器件的商业卫星计算机的可靠性设计有一定参考价值。     

高可靠性可重构单板双机系统设计

为了提高某高原无人值守雷达中波控系统的可靠性,必须对波控计算机进行双机热备份设计。介绍了利用两块嵌入式PCI04模块设计的可用于恶劣环境下的双机控制系统,并就双机之间如何实现故障检测、自动切换、系统重构进行了详细的分析,同时对单板双机的可靠性进行了研究分析。     

MBR膜处理控制系统的实现

该文围绕MBR膜处理系统工艺,主要介绍了该控制系统的结构、组成、硬件配置和软、硬件设计。该系统以西门子S7—300系列PLC为控制核心,通过以太网与上位机通信,实现命令输入以及图形显示,通过PROFIBUS—DP现场总线与8个PLC功能子站进行数据通信,从而实现对整个系统的控制。PLC编程软件采用SIMATICSTEP7V5．4＋SP4,上位机软件采HMISCADAIFIX4．0组态软件。     

A low cost satellite for fast interactive graphics in a time-sharing environment

This paper describes a system that improves the performance of a time-shared host computer for users of TEKTRONIX series 4010/4014/4015 graphics terminals. The system consists of a mini or microcomputer situated at the terminal, a program that runs in the satellite computer and a library of FORTRAN callable subroutines that provide a convenient interface between an application program in the host computer and the program in the satellite computer. The system ensures that the satellite has advance information about the expected dialogue, so that the satellite is able to react instantly to input from the user, even if the response of the host computer is slow. The satellite gathers several trivial inputs together and sends them to the host in a burst. This allows the program in the host to process more information each time it is rolled into memory, hence the efficiency of its operation is improved. The satellite also performs such operations as zooming, repainting and identification of entities on the screen.