飞控系统余度管理软件故障追踪/重演方法

飞控系统余度管理软件是多余度飞控计算机的核心软件之一,负责整个飞控系统信号监控、表决与故障综合等功能,具有多数据源、算法逻辑复杂等特点.故障的快速定位和分析越来越成为余度管理软件研制开发过程中的关键技术.分析了软件追踪重演技术在故障重现和定位中的作用,研究了余度管理软件追踪重演方法,并在飞控系统软件领域实现了轻量级余度管理软件统一追踪重演框架.实验结果表明,该追踪重演框架具备了实用性和可操作性,可以有效提高飞控系统余度管理软件故障定位的效率.     

三余度飞控系统余度管理算法设计与研究

为了提高无人机飞行控制系统的可靠性,针对样例飞行控制计算机分布式架构的特点设计了余度管理策略。针对多CPU同步困难及同步后的积累性时漂误差问题,通过任务同步算法和简化版的TPSN同步算法相结合实现了各CPU之间的时间同步,有效地降低了时漂带来的影响,同步精度可达到0.1毫秒以内。采用基于“距离”的封装表决算法完成三余度决策输出功能,降低了开发的难度,减少了传统方式的代码冗余。采用系统重构策略对故障CPU进行管理,通过系统降级与故障恢复提高系统可靠度。最后对关键环节进行了功能测试,测试结果表明各环节可达到功能和指标要求,验证了所提出的余度管理策略的合理性和有效性。     

余度系统中的动态同步和表决控制

在多通道余度系统的研究和应用中,同步问题是整个余度系统正确运行的基本保证。基于多交叉通道模型和同步时间的静态分配策略,提出动态时间容错方法。针对该方法,设计基于时间容错的动态表决控制算法,实现多通道系统中的动态同步。给出动态同步表决控制逻辑,用于控制表决时间并监测表决数据。理论分析和实验结果表明,时间容错的动态表决控制算法扩展了任务处理的时间窗口,与静态同步算法相比,可有效降低通道故障率,提高对瞬时干扰的抵御能力以及余度系统的可靠性。     

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.     

三余度飞控计算机关键技术研究及工程实现

针对小型飞行器飞控计算机可靠性指标要求,介绍了运用余度技术提高其可靠性与容错能力的方法,提出了采用三余度技术保证飞控计算机可靠性的设计方案,通过选择合适的冗余模式,建立了三余度飞控计算机的架构模型,经过详细分析与研究各模块结构,给出了余度策略、同步算法、表决面选取等关键技术工程实现的硬件电路与软件流程,仿真验证与试验结果表明,该方案设计合理,不仅较好地完成了飞控计算机的余度管理任务,而且有效地保证了系统的可靠性与容错能力。     

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。     

飞控系统余度管理算法在VxWorks中的实现

利用余度技术可以大大提高飞行控制计算机系统的可靠性和容错能力,余度设计的关键技术就是余度管理策略和方法,系统的故障容错能力主要是通过系统的余度管理来实现的。在有效的余度管理算法研究的前提下,结合嵌入式实时操作系统VxWorks的特点,详细描述了二余度飞控计算机系统余度管理算法在VxWorks中的调度策略。给出了设计流程和操作过程。采用这样的设计使得系统结构紧凑,提高了系统的实时性和安全性要求。     

多余度计算机控制系统的余度管理

本文论述了一种不同于计数监控法的余度管理新算法,即排序跨道监控法,对四余度信号的2:2不确定故障采用标准变化量的排序监控算法,定点数运算在特定点的溢出保护,和故障监控的可变门限设计,且通过数学推导,得出“均衡监控等价于选取合适的门限直接对采样信号监控”的结论,为取消均衡提供了理论依据。采用此算法。比采用计数监控法的余度管理软件节省时间2,3736ms,能正确监控“常值”2:2和漂移2:2等类型的故障,而且由于是跨通道监控,使监控模块与表决模块没有联系,在软件设计中使其块间联系小,符合软件工程化要求。     

基于RFM的机载余度计算机软件快速测试平台

为了提升飞控计算机的可靠性,目前普遍采用余度技术构建余度飞控计算机,该计算机由多个通道构成,每个通道有一个CPU,互相构成备份;但是,由于各个通道的机载软件之间相互同步、通信和交叉监控,必须并行调试和测试,这就造成了机载软件调试和测试的滞后,必须等待真实的飞控计算机开发出来之后才能开展工作;文章提出了一种基于RFM(反射内存)的余度计算机快速原型测试平台设计方法;该平台使用商用货架产品构成余度计算机的多个冗余通道,使用RFM模拟多通道间的通信、同步过程,通过对底层驱动封装实现硬件故障模拟和余度功能模拟,方便实现软件调试和从性能、功能测试,大大提高了开发效率,减少了研制周期。     

DCS控制系统在过控实验室中的应用

介绍了和利时公司的MACSV DCS控制系统在中南大学过程控制实验室中的应用.运用CoDeSys V2.3软件进行控制器算法组态,实现了单回路PID控制、串级控制、比例控制等控制算法;运用MACSV图形组态软件进行了流程图组态.利用该DCS系统实现了对液位控制系统、温度流量控制系统、压力控制系统的控制.     

基于单台PC机的工业过程虚拟实验系统设计

通过采用Rockwell系列软件与Matlab软件的混合编程,实现在单台PC机上集成复杂工业过程的虚拟仿真实验系统。该系统具有监控层、控制层和对象层3层结构。其中,Matlab软件实现复杂工业过程模型的仿真,Rockwell系列软件实现控制器的仿真、编程、监控画面的组态等。重点介绍Matlab软件与组态软件通讯方法,通过球磨机典型的PID控制回路表明了该方法的可行性,为在实验室进行复杂工业过程控制系统的建模、控制与优化的研究提供了平台,具有较好的应用价值。     

模糊控制在现场总线控制系统中的应用

介绍了如何把模糊控制算法与现场总线中的CAN总线结合起来应用于控制系统 ,并设计了一种智能型模糊控制算法 ,给出了系统的整体结构和现场模糊控制单元的硬件实现电路及其软件设计思路 ;系统的仿真结果表明 ,该系统实时性好 ,控制精度较高 ,鲁棒性强 ,在现场控制中有效可行     

基于PLC的瓦斯移动抽排模糊控制系统

设计和实现了一种瓦斯抽排模糊控制系统,详细论述了该系统硬件组成、控制算法及软件实现流程。该系统采用西门子S7-200可编程控制器为主控制器,控制算法采用模糊控制,实现了瓦斯抽排过程的自动控制,提高了抽排的效率,降低了危险。     

基于微加速度传感器的无线鼠标的设计

研究基于微加速度传感器的无线鼠标的设计,讨论了MEMS无线鼠标的软件、硬件设计和系统组成,给出了M atlab环境下系统的模型和算法。模拟结果说明:无线鼠标的设计是合理可行的,提出的二次积分近似算法是简捷有效的。     

虚拟仪器的计算机视觉系统设计研究与应用

本文以虚拟仪器开发平台LabVIEW和图像处理软件IMAQVision为依托,利用计算机视觉技术,进行水果边缘检测。通过软件实现了中值滤波、阈值处理、图像分割和形态过滤等图像处理过程。从腐蚀与膨胀后的细化处理结果来看,达到了设计要求。研究表明,虚拟仪器计算机技术应用于水果图像处理是可行的,具有广阔应用前景。     

基于HLA/RTI的电子商务平台的构建

电子商务平台是一种分布式的软件体系，HLA／RTI是一种作为分布式仿真的软件体系，探讨了在HLA／RTI建立电子商务平台的可行性，分析了电子商务中的对象模型和网络模型，为减少网络冗余量而分析了区域分割的算法。     

基于HMM的电力变压器故障诊断系统软件设计与实现

介绍了一种基于HMM的电力变压器故障诊断系统软件的设计与实现,给出了HMM建模和分类设计的步骤.在该系统中,利用Visual C#和LabVIEW为工具开发上层软件,利用COM技术实现算法的模块化.该系统可及时掌握电力变压器的工作状态和故障征兆及发展趋势,进行超差报警和故障诊断,以保证输变电系统的安全运行.     

JHX-3F系列继电器测试系统的软件设计

介绍了继电器测试系统所涉及的相关概念和软件的实现方法,并主要分析了系统软硬件的构成和主要测试指标的软件实现算法.     

面向测控系统自定义二维曲线控件设计

针对数据测量、数据采集、数据分析等测控软件系统中,有大量使用二维曲线图形显示数据的需求,基于ActiveX技术开发了可以自由缩放、灵活移动坐标、自由设置"X,Y"轴刻度及支持10条曲线并行显示的自定义二维曲线控件;论述了Windows环境中二维曲线绘制的数学模型、控件的功能设计、算法实现;并将控件应用于几个大型光电经纬仪主控系统及动态靶标检测事后处理系统中,实践表明,控件的引入,大大降低了软件系统中二维曲线绘制开发的复杂性.