VMIC和xPC下的分布式实时仿真与测试系统设计

提出了一种基于反射内存网和xPC的分布式半物理实时仿真与测试系统;采用xPC建立实时环境,通过反射内存卡组成实时网络,由AD、DA、DI/O、RS422等板卡组成信号采集与处理系统,来实现控制系统的快速原型化和硬件在回路仿真与测试;详细介绍了系统的功能及分布式布局设计,测试系统设计,xPC环境下S-Function的编写、PCI总线的基本概念以及xPC环境下编写驱动的关键问题,在此基础上实现了测试系统板卡在xPC环境下的驱动开发;最终实现了半物理仿真与测试系统的集成;仿真结果表明,板卡都能稳定工作,系统通讯稳定,数据误差小,具有较强的开放性和参考性。     

基于反射内存网的红外图像实时生成系统

针对红外成像制导仿真中图像生成单元和驱动控制单元之间长线传输的实时性需求,提出了一种易于实现的可靠的基于反射内存网的红外图像实时生成系统的设计方案.介绍了反射内存实时网络的硬件、软件结构和主要技术指标,同时,详细讨论了系统的软硬件研制,通过基于实时性考虑的硬件选型、软件实时性设计、反射内存网的应用,图像生成提前预测、实时操作系统VxWorks的选用等措施圆满解决了图像实时生成和长线传输、仿真时间延迟、驱动控制系统的实时性以及系统时间同步等系统工程实施中遇到的问题.     

反射内存网络在实时测控系统中的应用

测控数据的实时传输已经成为现代测控系统,尤其是大型军工试验首要解决的问题之一;针对大型测控试验中监测点多而分散,数据传输实时性要求高的情况,提出采用分层网络结构实现系统的数据流传递;各监测点以及数据服务器之间采用反射内存网络确保测控数据的实时传输,数据处理后期工作采用传统以太网实现连接;由于LabVIEW平台在测控领域举足轻重的地位,进行了Lab-VIEW平台与反射内存网络的交互设计,通过将通信流程划分为多个子CIN节点,多个节点组合在LabVIEW中循环查询的方法,有效避免了3种常用方法导致软件平台"假死"的现象;试验表明反射内存网络实时性良好,各模拟参量以及温压测试数据实现实时传输,系统软件运行稳定可靠,达到系统预期设计目的.     

某飞机环境控制计算机仿真测试系统设计

通过研究机载环境控制系统控制功能,分析环境控制系统计算机接口和需求,设计了基于Vx-Works技术的实时仿真测试系统.该系统构建了反射内存实时网络,建立了飞机环境控制系统仿真测试模型.通过管理主控软件运行流程,实现环境控制系统计算机控制功能、性能手动测试和自动测试.     

基于反射内存网的分布式实时飞控仿真系统设计

提出了一种基于反射内存网的分布式实时飞行控制仿真系统;该系统采用xPC建立实时环境,通过反射内存卡组成实时网络,突破了传统xPC环境下一对一的主机—目标机模式;引入了分布式布局的思想,实现了—台主机对应多台目标机的仿真环境;通过构建外部模拟操作杆子系统和可视化显示子系统,实现了控制律响应效果的直观评价;实验结果表明,该系统通讯稳定,数据传输率和准确率较高,可视化效果好,实时性强,具有较强的开放性和可扩展性.     

基于反射内存技术的大气数据激励器的研制

为满足飞控系统地面仿真试验对大气数据信号输入的实时性要求,针对实时光纤反射内存网可为仿真系统提供快速稳定的实时网络的特性,在对反射内存网的特性进行分析的基础上,研制一台大气数据激励器,给出其系统与硬件设计方案,基于LabVIEW开发出相应的测试软件,并对其功能进行试验验证,结果表明该激励器具有实时、快速等优点,能满足飞控系统地面仿真试验的要求。     

水下航行器半实物仿真系统虚拟仪器开发

虚拟仪器是计算机技术同仪器技术有机结合产生的全新概念的仪器,实现了将计算机硬件资源、仪器与测控系统硬件资源和虚拟仪器软件资源三者的有效结合.该文以水下航行器半实物仿真系统为开发平台,研究虚拟仪器技术在半实物仿真控制系统中的应用.该文详细介绍了虚拟仪器集成开发技术,说明了应用对象--水下航行器半实物仿真控制系统的组成以及本系统所采用的反射内存实时网络实现高速实时通信的技术,并由此设计完成了基于LabVIEW的水下航行器半实物仿真系统虚拟仪器开发.开发结果表明,采用该虚拟仪器平台于半实物仿真系统中,其强大的人机交互功能可直观、高效、实时地完成仿真信号的检测和监测,能够智能化地实现实时半实物仿真系统的数据测控.     

导弹半实物仿真实时数据采集系统设计

在导弹作战效能优化实时采集技术问题的研究中,针对半实物仿真系统,准确、实时的数据采集,实现优化系统性能,根据导弹半实物仿真数据来源分散、形式多样、实时性要求高等具体特点,设计了一套实时数据采集系统.实时数据采集系统以通用计算机和VMIC反射内存网络为硬件平台,通过对数据采集实时性优化设计,实现了仿真实时数据的分布与集中...     

基于分布式仿真系统的实时架构设计

在大型控制系统全生命周期的研发、测试与验证过程中需要应用到分布式仿真平台,通过加载不同阶段不同格式的模型以满足开展联合仿真的试验需求;文章对分布式仿真系统架构进行深入研究,创造性的设计了基于RTX的实时仿真技术和基于反射内存的实时通讯技术的总体架构,设计了实时模型的加载方法,并针对实时通讯性能开展优化设计;文章基于分布式仿真系统的实时架构搭建了一套完整的仿真平台;通过测试节点间时间,1 kB数据单向延迟160 μs以内,满足控制系统实时性要求;本架构在控制系统的全数字、HIL、半实物测试仿真中进行了多轮应用,满足不同控制产品的测试仿真需求.     

分层网络结构在虚拟试验环境中的应用研究

针对虚拟试验分层系统中对可靠性的不同要求,为了解决异构网络的通讯问题,借鉴了虚拟共享内存特性,分别设计和实现了反射内存网中间件VMICVSM、以太网中间件EVSM和桥接网关;结合某飞行器系统的分布式仿真试验,给出了分层网络的设计方案,对两种中间件及网关的实时传递性能进行了测试,满足了应用中不同实时性的要求。     

无线移动环境中的拉式实时并发控制机制

考虑到诸如带宽、移动性、频繁断接等限制,传统可串行化并发控制协议显得过于严格而无法满足移动实时数据库环境的要求。该文首先形式化定义并分析了弱可串行化正确性准则,弱可串行化比传统冲突可串行化宽松且能始终保证数据库的一致性。进而给出了一种适宜于移动实时数据库的弱可串行化并发控制协议WMHP-2PL。最后性能实验证实了新协议的有效性。     

实时极限思想的提出和应用

实时任务调度算法之间很难进行比较,而且缺少比较标准。提出具体环境下实时极限的思想,为任务调度的比较研究提供了一个尺度。并可在此基础之上进行算法自身消耗的测量。还可扩展可通行判定理论的应用范围。     

实时软件系统开发技术

分析了开发实时系统和实时软件系统的特殊性，讨论了传统实时软件系统开发技术(包括RTSA技术、DARTS技术、JSD技术、NRL方法、OOA＆OOD技术等)，并比较了它们各自的优缺点．详细讨论了面向对象技术在实时软件系统开发中的应用，对统一建模语言(UML)在实时软件系统中的应用也进行了深入分析和讨论．在分析了实时UML(UML-RT)的不足之后，提出了融合UML和CPN的实时软件开发技术，并用一个实例说明了如何利用该技术进行实时软件开发．     

Evaluating the Expressive Power of the Real-Time Specification for Java*

The goal of this paper is to evaluate the real-time specification for Java proposal by performing several case studies. These case studies include: an extensible general resource controller; atomic action support infrastructure; unbounded and imprecise computations. They have been used previously by the Ada community to evaluate the efficacy of the Ada concurrency and real-time models. Our results indicate that the Real-Time Specification for Java is expressive enough to cope with the demands of real-time concurrent programming. If it can be implemented efficiently, it will provide an alternative to Ada 95 for programming real-time systems.     

Flexible Real-Time Linux*: A Flexible Hard Real-Time Environment

This paper presents a framework appropriate for Flexible Real-Time Systems (FRTS) and a run-time support system based on that framework, called Flexible Real-Time Linux (FRTL). The framework proposes to build each task as a sequence of mandatory and optional components and to separate their execution in two scheduling levels. This approach is shown to provide both hard guarantees and flexible behavior. The FRTL system has been implemented by enhancing the original capabilities of Real-Time Linux (RT-Linux), while maintaining its predictability and efficiency features. This paper also shows a complete schedulability test on which all sources of overhead of the FRTL itself have been introduced. By applying this complete test, the designer is able to safely guarantee a real-time application running on the FRTL system.     

Linux实时抢占补丁研究及实时性能测试

准确的量化数据可作为评测及选择实时Linux系统的参考依据。研究实时Linux系统中实时抢占补丁的关键特性,提出一种代码插桩的实时性能评测方法。在增加实时抢占补丁的Linux操作系统上加载运行测试程序,利用测试程序关键位置的代码探测段来获取运行系统中的重要信息,以完成实时性能的评测。对基于数控平台上该实时系统的中断响应时间和上下文切换时间等评测指标进行测试,结果表明,与标准Linux系统的评测指标相比,该系统的中断响应时间和上下文切换时间分别约减少10%和99%,达到了硬实时系统的要求,满足数控应用的实时需求。     

基于功能替代的实时事务调度

实时数据库事务除满足一般的一致性（完整性）限制外必须满足时限，故高成功率的调度策略是系统的关键，该文提出了一种基于功能替代性的事务模型，它定义事务为若干任务（事务步）的集合，每个任务又由若干功能等价的子事务组成，在每个任务（事务步）中取一个子事务就组成该事务的一个替代，该模型具有较强的描述能力，文章研究了事务预分析的策略与方法，分析了事务的可调度性，在此基础上，给出了相应的调度策略与方法，替代成为事务调度和并发控制的基本单位，一个替代成功执行则该事务可提交，但某替代夭折时还可选另外的替代，只有当全部替代都失败或超过（或必定会超过）截止期时，该事务才夭折，事务的替代特性使事务的执行有多条路径，提高了事务的适应能力和应力能力，从而提高了事务的成功率，文章还针对一个实验系统进行了模拟实验与性能分析。     

Coordination of intelligent agents in real-time search

Search is a fundamental problem-solving method in artificial intelligence. Traditional off-line search algorithms attempt to find an optimal solution whereas real-time search algorithms try to find a suboptimal solution more quickly than traditional algorithms to meet real-time constraints. In this work, a new multi-agent real-time search algorithm is developed and its effectiveness is illustrated on a sample domain, namely maze problems. Searching agents can see their environment with a specified visual depth and hence can partially observe their environment. An agent makes use of its partial observation to select a next move, instead of using only one-move-ahead information. Furthermore agents cooperate through a marking mechanism to be able to search different parts of the search space. When an agent selects its next move, it marks its direction of move before executing the move. When another agent comes to this position, it sees this mark and, if possible, moves in a different direction than the previously selected direction. In this way, marking helps agents coordinate their moves with other agents. Although coordination brings an overhead, from experiments we observe that this mechanism is effective in both search time and solution length in maze problems.     

On Using Real-Time Static Locking Protocols for Distributed Real-Time Databases

The use of Static Two Phase Locking Protocols (S2PL) for concurrency control in real-time database systems (RTDBS) has received little attention in the past. Actually, real-time S2PL (RT-S2PL) protocols do possess some desirable features making them suitable for RTDBS, especially for distributed real-time database systems (DRTDBS) in which remote locking is required and distributed deadlock is possible. In this paper, different RT-S2PL protocols are proposed. They differ in their methods of reducing the blocking time of higher priority transactions. Their performance is studied and compared with a real-time dynamic two phase locking protocol (RT-D2PL), called Hybrid Two Phase Locking (Hb2PL). The impact of different system and workload parameters, such as mean inter-arrival time of transactions, number of remote lock requests of a transaction, communication overhead for sending messages, and database size on their performance have been examined. The performance results indicate that the RT-S2PL protocols are suitable for DRTDBS in which the proportion of local locks of a transaction is small and the communication overhead for locking is high.     

实时数据流在钢铁生产过程监控系统中的应用

为了解决现有钢铁企业生产过程中存在的实时控制系统与企业级ERP系统之间的信息孤岛、实时数据保存困难和过程管理粗糙等问题,在基于实时数据流的基础上,设计了钢铁生产过程实时监控系统,并将实时数据与关系型数据结合,实现了工业生产的有效实时监控,使实时数据在过程能力管理领域中得以应用,达到精细和精确化管理,提高了钢铁产品质量,为企业获得了良好的经济效益.