非相似余度飞控计算机设计及可靠性分析

余度容错技术是随着计算机系统可靠性的需求而产生和发展的。为了避免共性故障的产生,实现飞控计算机系统各性能指标,研究非相似双余度飞控计算机系统结构。应用广义随机Petri网建立该飞控计算机系统的模型,利用马尔可夫链来计算和分析该系统的可靠性,在分析结果的基础上,提出系统研究方案的可实施性。     

非相似三余度飞控计算机设计和可靠性分析

飞控计算机的可靠性直接影响到飞机的生存能力.为避免飞控计算机产生共性故障,增强飞控计算机系统的安全性和稳定性,研究了非相似三余度飞控计算机系统结构,应用广义随机Petri网建立该系统的故障模型,利用马尔可夫链来计算和分析该系统的可靠性,并与非相似双余度飞控计算机的可靠性进行比较,通过结果分析来验证该研究方案的可行性.     

飞控计算机的余度架构及可靠性研究

余度架构设计是解决飞控计算机可靠性问题的有效途径.基于高可靠性飞控计算机系统对可靠性和容错性的特殊要求,提出一种新型三余度飞控计算机的余度架构方案,简要描述飞控计算机冗余设计方法,给出软硬件的总体框架设计,最后利用马尔可夫方法对该方案进行可靠性分析,通过观察故障覆盖率和失效率对飞控计算机整体可靠性的影响,验证了此余度架构方案的可行性.     

混合三余度无人机飞控计算机硬件结构设计及可靠性分析

飞控计算机是整个无人机飞控系统的核心部件,其可靠性直接影响着无人机的飞行安全;为了提高飞控计算机的稳定性和可靠性,结合工程实践,提出了一种混合三余度无人机飞控计算机硬件结构设计方案,概括描述了各组成部分的工作原理,并采用马尔科夫模型对该方案进行了可靠性分析;数据结果表明,混合三余度无人机飞控计算机较单机可靠性有了明显提高,满足无人机飞控计算机的可靠性要求,可作为高可靠性长航时无人机飞控计算机设计的参考方案。     

小型无人机双余度飞控系统设计

针对小型无人机长航时条件下安全飞行时的可靠性需求,对双余度飞控系统进行了研究。充分利用近年来电子、总线、传感器和软件等领域的技术进步,通过选取具有高可靠双核锁步技术的TI公司的Hercules系列处理器RM57Lx,采用全交叉自检架构,通过选取成熟且可靠的外围传感器,设计并实现了一种主备式热备份双余度飞控系统,分析了所设计的双余度系统的工作方式,计算获取了该系统的基本可靠性。与传统的多余度飞控系统相比,该系统具有体积小、质量轻、结构简单、成本较低的特点。通过地面系统综合试验以及飞行验证,证明了其高可靠的性能。     

基于Petri网的非相似余度飞控计算机可靠性分析

应用混合Petri网建立故障诊断模型,应用广义随机Petri网建立Boe ing 777非相似余度飞控计算机故障行为模型.描述了非相似余度系统的结构以及故障的产生和传播的动态过程,分析了该系统的可靠度和容错度,并有效地消除了瞬态故障对分析系统可靠性的影响.     

基于PC104的三余度飞控计算机同步算法的设计与实现

介绍了基于PC104下的飞控计算机的余度管理软件的同步算法.重点分析了同步算法的硬件连接方法以及软件算法的实现过程.该同步算法提高了系统的可靠性,为余度管理软件的实现提供了基础保障.     

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。     

基于SCADE的无人机三余度飞控系统设计及实现

利用一种嵌入式软件开发的新方法--嵌入式代码自动生成软件SACDE研究了无人机三余度飞控系统的开发.通过与传统三余度飞控系统开发方法进行了对比,说明了使用SCADE开发的无人机三余度飞控系统具有成本低、周期短、安全性高、交互界面友好等优点,并在很大程度上实现了该软件开发的自动化.     

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.     

三余度飞控计算机交叉数据链系统设计

工程上采用余度技术是提高系统可靠性和安全性的重要手段,结合工程实践需要介绍了一种新型的三余度交叉数据链的设计思路与方法.首先,描述了系统结构和工作原理,然后,重点讲述了三余度系统在VxWorks环境下,进行通信的设计要点.该软硬件系统能有效地提高安全性和可靠性,并有良好的实时性和实用性的特点.     

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.     

飞控计算机测试中的传感器电子模型设计

介绍飞控计算机综合测试系统架构,以及传感器在测试系统中的作用.根据传感器的基本原理,组成结构,经过一系列的结构分析、电路设计、模型计算,完成传感器在测试系统中的电子仿真设计.     

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。     

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。     

基于小型无人飞行器的CAN总线余度技术研究

随着航空技术和微电子技术的发展,航空电子系统朝着综合化、智能化、模块化、标准化和系统化的方向发展,CAN总线由于其低成本、协议开放、实现简单、速率快、挂接节点多的特点得到了广泛应用,而这又对其可靠性提出了新的要求;由于飞行器上的众多设备均作为节点挂在CAN总线上,如果总线出现故障会对飞行器的安全带来灾难性的后果;作者在对CAN总线模型进行分析的基础上提出一种双余度CAN总线模型,并给出了实现方法,经过实践验证,该方法切实可行,并显著提高了系统可靠性.     

飞控计算机硬件及全时序综合测试装置设计

针对飞控计算机在出厂前因无整体测试环境而无法进行全时序测试的问题,设计了基于DSP+FPGA的飞控计算机硬件及全时序综合测试装置。根据功能需求设计装置的总体架构,以DSP+FPGA为核心模块实现多种信号处理,通过构建ARINC429、LVDS和RS-422通信链路完成数据通讯,实现对传感器、执行机构、安保机构、数据链等飞行器组件的模拟,构建出整体测试环境,在飞控计算机配合下完成硬件及全时序测试。测试结果表明该装置功能、性能及实时性满足飞控计算机全时序测试要求,实现了对飞控计算机真实工作环境的模拟。     

基于功能模型的飞控系统安全性设计技术研究

为了确保飞控系统的安全可靠,提出一种基于功能模型的飞控系统安全性设计方法.首先,以需求为牵引,结合飞机的使用场景和性能,实现飞控系统的功能设计;然后,基于安全性设计理念,从系统功能的失效出发实现系统架构的余度设计,同时针对传统方法仅关注系统本身的故障组合分析,存在局限性、滞后性等问题,提出了基于网络化方法开展飞控系统故障推演的功能模型方法;最后,通过应用结果表明了本文所提方法的有效性和可行性.     

基于TMS320C6415的飞控计算机接口模块设计

文中以DSP TMS320C6415为核心处理器,设计并实现了飞控计算机接口模块。该模块采用JTAG接口进行DSP芯片内部测试,扩展了存储器,使用FPGA芯片对模块内的资源进行逻辑控制,可以满足飞控计算机中的模拟量处理、离散量处理以及RS422串行接口通讯。飞控计算机接口模块被应用于多个项目中,实践证明,该模块能够正确、快速地实现其接口信号处理功能。文中不仅对接口模块硬件资源选择、工作原理的关键问题进行了评述,而且对DSP的软件流程和工作方式进行了描述。     

基于ARM的某型无人机飞控计算机设计

作为无人机飞控系统的核心,飞控计算机通常采用基于嵌入式系统的实现方案;ARM嵌入式处理器及Linux嵌入式操作系统以其一系列优点在飞控计算机中具有广泛的应用前景;研究了基于ARM-Linux的某型无人机飞控计算机的实现方法,给出了系统总体设计方案,着重介绍了硬件电路的设计过程,列出了软件调试流程图,分析了调试结果;实践证明,该实现方法结构简单,功能强大,能够满足系统控制的要求,具有较好的实用性。