综合化航空电子系统PHM应用与设计

故障预测与健康管理(PHM)技术应用是保障电子系统任务完成成功率的重要手段和方法。对航空电子系统的PHM应用及设计思路进行了探讨,提出了PHM系统功能关系及适合综合化航空电子系统的健康管理体系。对PHM工程实现的主要关键技术及解决方案进行了研究,重点分析了基于测试性模型的多信号增强诊断方法,以及基于马尔科夫和贝叶斯网络的健康评估方法,对最终实现航空电子系统的PHM全面应用具有指导意义。     

一种面向航电系统综合化的资源缺陷检测模型

综合化航空电子系统是飞机任务能力、功能组织与性能保证提升的核心,是提升其作战效能和有效性保障的重要途径,为了实现航电系统综合化的故障管理支撑,针对资源平台的管理,基于资源的可测试性,通过对退化状态识别过程进行建模,对退化路径进行描述,提出一种基于退化状态演变的资源缺陷检测模型,并为了检验模型的有效性,给出了预测嵌入式系统资源缺陷激活的实现,对过程架构进行了描述。虽然该模型依赖于退化路径样本,但可以被灵活地在应用上实现,为系统综合化技术支撑技术的积累进行了探索。     

航空电子系统健康管理专家系统的关键技术综述

简要介绍了飞机健康管理系统和航空电子系统健康管理专家系统软件平台的基本概念,重点归纳总结了航空电子系统健康管理专家系统软件平台设计中健康状态的管理模式、推理机的模型设计、不同的故障修复策略等关键技术.     

综合航空电子系统故障预测问题研究

航空电子系统正在向综合化方向发展,对故障预测技术提出了新的挑战。剖析了航空电子系统的综合化特征,综述航空电子产品故障预测结构,包括基于模型结构、数据驱动结构和综合预测结构,并讨论了这些结构的共性特征及其在航空领域的典型应用。在此基础上,依据综合化特征需求和航空电子产品故障预测结构的适用性,分析了综合航空电子系统故障预测面临的问题,并提出了初步解决思路。     

三代半航空电子系统核心处理技术研究

集中控制和综合处理技术已广泛应用于现代军用航空电子系统,综合处理机作为航空电子系统控制和管理的计算机信息处理平台,其开放式系统结构、综合处理技术及可靠性将是系统设计的关键。介绍了一种高性能机载核心处理计算机系统。根据航空电子系统功能需求,进行了综合化、层次化结构设计,并对该系统的重构管理、综合显示管理和告警管理等关键技术进行了研究分析,同时给出了合理的解决方案。航空电子系统综合试验表明,核心处理机性能先进,可靠性高,并极大地改善和提高了航空电子系统的整体性能。     

综合化航空电子系统中的热重启动设计

为解决综合化航空电子系统中冷重启动时大电流冲击导致的电子元器件加剧老化问题,以及避免冷重启动时系统中无需重启动部分正常工作被中断现象,提出将热重启动引入综合化航空电子系统设计中。结合综合化航空电子系统的控制结构和处理器的复位功能,分析了热重启动在综合化航空电子系统中实现的可行性,给出了实现热重启动的软硬件设计方法。经过实验验证,热重启动能够有效解决冷重启动方式在综合化航空电子系统的弊端。     

某型机载高速总线仿真系统设计与实现

高速光纤数据总线技术是新一代航空电子系统实现综合化、数字化和智能化的核心和支柱,对实现航空电子系统功能的综合、提高飞机的作战能力和生存能力起着决定性的作用。为了满足航空电子通信技术发展的需求,提出了机载光纤数据总线仿真的思想及其实现方法,最后用VC 实现该系统的仿真,与实验结果相对照证明了所建模型的正确性。     

综合模块化航空电子系统的故障预测与健康管理技术

航空电子系统是保障现代飞机性能的非常关键因素之一,对其开展故障预测及健康管理技术的研究是保证飞机安全性的重要课题。针对航空电子系统综合模块化的发展趋势,研究了一种面向其开放式与模块化架构的故障预测与健康管理系统。通过对综合模块化航空电子系统的分层结构分析,结合关键子系统展开设计,包含了飞机PHM系统的体系结构设计及相关环节的技术实现。结果表明该体系结构可满足航空电子系统标准化、层次化、模块化、开放性的要求。     

面向IMA平台的应用软件动态重构方法

针对综合模块化航空电子系统(integrated modular avionics, IMA)具备高度资源共享、多余度的特点,当IMA航空电子系统内标准模块在功能发生变化或使用备用模块替换工作模块时,传统软件重构方法是将应用软件映像固化在本地类似FLASH芯片中,人工对模块软件升级,以保证模块软件功能正常,降低了平台的可靠性,增加了人力成本。基于此,提出了一种面向IMA平台的应用软件动态重构方法,用于解决IMA航空电子系统重构时应用软件需要动态地适应性重构的问题。具体而言,通过诊断系统内各模块的健康状态,动态地为每个模块分配角色软件,进而为每个模块加载软件映像及配置数据。在保障系统资源的利用率的同时,避免了航空电子系统重构所带来的软件升级冗余操作,提升了系统的可靠性和可维护性。     

基于AcoreOS653的构型管理系统设计

阐述一种构型管理方案的设计,确保综合化航空电子系统中的模块具备统一的标准清单文件,利用清单文件进行配置匹配性检查,从而为综合化航空电子系统中的软硬件正常运行提供保障。     

微电子技术在航空电子系统中的应用

介绍了微电子技术推动航空电子系统发展的历史,综述了与航空相关的微电子技术发展状况及在我国某型飞机航空电子系统结构中的应用;并指出:微电子技术的进步将推动未来先进航空电子系统的迅速发展;将新的微电子技术及产品应用到航空电子系统中,能够提升航空电子综合化、模块化、智能化水平。     

基于GSM技术的AICPS容错重构与安全管理研究

采用基于TLS三层栈的先进的航电系统结构,阐述了机载综合核心处理系统AICPS的软件结构和组成。其通用系统管理GSM分为健康监控、故障管理、配置管理和安全管理4个软件功能模块,以及飞机级、综合区级、资源元素级共三级。基于GSM、运行蓝图和虚通道,论述了AICPS的故障管理技术、容错重构机制和安全管理策略,由于航空电子系统高安全、高可靠性等特点,研究故障管理、容错重构以及安全管理非常必要,其研究对于提高我国航空电子系统的可用性、可靠性和提升武器装备嵌入式系统的主动防御水平,提高航空武器装备系统的抗毁性有着重要的意义。     

机载大规模复杂软件开发及验证技术

针对航空电子系统结构综合化、硬件共享化、功能软件化引发软件规模、复杂度指数级上升的趋势,分析了软件开发、软件综合以及软件测试的困难和挑战,并从开发技术、测试验证技术和项目管理3个维度,结合模型驱动开发、软件复用、虚拟仿真验证、DO-297规范、CMMI等技术和管理方法,为机载大规模复杂软件开发及验证提供了解决方案,提高软件的可靠性,缩短软件的研发周期。     

面向服务能力的综合化系统任务有效性度量

立足健康管理视角,旨在探讨综合化复杂系统的任务有效性的度量问题。分析了生命期内系统健康与任务有效性的关系,提出了适合综合化电子系统中使用的任务有效性度量模型,并基于对模型的分析给出了对综合化系统进行健康度量的方法。     

航空电子系统的发展分析

首先介绍了航空电子系统的发展经历，即：分立式阶段、联合式阶段、综合化阶段和高度综合化阶段，并进一步讨论新一代航空电子系统的发展趋势，针对新一代航空电子系统的特点，分析新一代航空电子系统的关键技术及其解决途径。     

“宝石柱”计划——一种高可靠的航空电子设备的设计方法

美国空军正在开发下一代综合化航空电子系统体系结构概念的“宝石柱”计划(PAVE PILLAR)。此计划的基本结构建立在公共模块的积木式结构及总线和管理软件的基础上,按此概念,用少量VHSIC片构成公共模块系列,这些模块进而产生各种各样的航空电子系统功能。文章最后还谈到了在使用外场可更换模块后,可过渡到两级维修的概念,从而奇迹般地降低维修费用。     

综合化航空电子系统发展历程及重要支撑技术

阐述了航空电子系统结构的综合化演变过程及发展趋势,说明了航空电子综合化的作用和意义,提出了提高航空电子综合化水平需重点研究的关键支撑技术。     

从复杂系统观点看国外IMA发展的经验及教训

模块级高度综合集成结构是航空电子系统的发展趋势,复杂性、开放性、可扩展性是模块级高度综合集成航空电子系统的基本特点.研究了复杂系统的描述方法,并从复杂系统基本观点及系统复杂性度量因素出发,结合国外模块级高度综合集成航空电子系统发展历程,总结了模块级高度综合集成航空电子系统发展的经验及教训,指出了这类系统设计应考虑的重要方向及关键因素.     

新型机载高速数据通信系统设计

高速光纤数据总线技术是新一代航空电子系统实现综合化、数字化和智能化的核心和支柱,对实现航空电子系统功能的综合、提高飞机的作战能力和生存能力起着决定性的作用。为了满足航空电子通信技术发展的需求,提出了基于光纤分布式数据接口(FDDI)标准的机载高速光纤通信网络体系结构,论述了该通信系统的总体设计思想和硬软件实现方案,最后简述机载高速数据通信系统的应用情况。     

电子系统的层次分解及建模

从电子系统的结构层面进行分析,将其分解为系统功能模块和连接结构模块两大部分,构建了电子系统的层次结构模型。将电子系统的连接结构映射为一种稀疏矩阵,从而将电子系统的设计、故障监测、故障修复等问题转化为特定功能模块下带参数的矩阵求解与优化问题,为电子系统中生物特性的引入提供新的思路。最后从电子系统实际连接状态与结构矩阵之间的对应性出发,证明了模型的可行性。