一种基于AADL的航空电子系统仿真和验证技术

飞机系统集成化程度的提高增加了对航空电子系统设计和分析的难度,同时也对安全性需求等系统特性的验证提出了更高的技术要求。对基于结构化分析和设计语言(AADL)的系统建模和仿真流程及相应的评估分析能力进行了介绍,并在基于AADL的航空电子系统建模框架下,提出基于AADL的航空电子系统仿真评估和验证方法,利用结构化分析和设计语言AADL构建航空电子系统典型子系统的正常模型和错误模型,并以此建立系统的扩展模型。在此基础上,利用形式化方法对系统模型进行描述并转化为Kripke结构。最后对系统模型进行模型仿真和特性验证,验证所构建的系统架构和设计逻辑是否符合系统设计特性需求。     

基于原型仿真的航空电子系统螺旋式开发方法

针对未来航空电子系统面临的挑战和航空电子系统设计的特点,提出了基于原型仿真的航空电子系统螺旋式开发方法,克服了瀑布式系统开发方法在航空电子系统开发中的缺陷.该方法强调概念和需求的验证,克服因系统设计早期发生错误而引起系统研制后期更大的更改;强调图形化设计和原型仿真,克服错误的需求理解,导致错误设计;强调系统建模,一方面可以在模型上进行各种验证和试验工作,另一方面可以重复迭代和重复利用.利用基于商用技术和系统设计工具建立系统的建模系统和原型仿真平台.最后介绍采用基于原型仿真的航空电子系统螺旋式开发方法进行的航空电子系统设计的两个应用实例.     

基于模糊Petri网的维修保障活动可视化建模与仿真研究

介绍了模糊Petri网矩阵推理算法,并对模糊Petri网中的元素进行了抽象定义,同时,为了仿真实现矩阵推理算法,定义了用于存储模型数据和中间计算结果的动态数组,并给出具体代码建模流程图。最后,作为验证实例,应用飞机前轮更换轮胎对该维修保障活动仿真软件进行验证。结果表明,该软件可对该维修保障活动进行建模,即直观清晰地体现出飞机某环节维修保障活动的进程,同时也可以根据相关参数进行分析,将能为在航空系统产品保障效能评估中找出可靠性、维修性、测试性和保障性设计存在的薄弱环节提供技术支持。     

综合化航空电子系统可信软件技术

航空电子系统要求航空任务的执行具有确定性、可预测和可控性。深入分析综合化航空电子系统软件安全性、可靠性、完整性和实时性需求,提出了综合化航空电子系统软件可信性的定义。首次将可信计算引入到综合化航空电子系统中,建立综合化航空电子系统可信软件体系结构,在此基础上,提出软件可信运行环境构建方法和可靠性增强技术。这些技术能够保障综合化航空电子系统的可预测性,对保证飞机任务的执行及其安全具有重要的作用,为研制适合于中国大飞机的综合化航空电子系统可信软件奠定基础。     

航空电子系统综合核心处理器仿真软件设计

在未来的航空电子体系结构中，综合核心处理器（Integrated Core Processor，ICP）将成为整个航空电子系统的核心。本文首先对ICP进行了理论分析，提出了ICP建模的重点，然后采用面向对象、模块化的方法进行了ICP仿真软件的设计，建立了ICP仿真系统模型。软件的仿真核心基于离散事件仿真方法，采用双层任务调度算法，并结合航空电子系统分区管理的特点，模拟ICP系统对任务的处理过程。最后进行了实例仿真，对仿真结果进行分析，验证了模型的正确性。     

直升机机电综合管理系统通用仿真设备设计

针对直升机机电综合管理系统的开发、调试、测试与验证需要,设计了机电综合管理系统通用仿真设备,用于模拟仿真各机电子系统的工作状态和逻辑以及航空电子系统的总线逻辑和工作模式。通过按需配置ICD,该通用仿真设备适用于各型号机电综合管理系统的研制,具有较好的可靠性和可扩展能力。     

航空电子系统动态仿真综合设施软件模拟器设计

航空电子系统已成为保障飞机安全飞行和完成各种作战任务所必需的系统，也是衡量飞机性能的重要因素，航空电子系统在研制中，通常需要建立动态仿真综合设施，为此就要设计其中的软件部分，通过对航空电子系统动态仿真综合设施软件模拟器设计的论述，总结和分析了软件模拟器的设计思路和方法。     

串件拼修对策下多级维修供应的装备系统 可用度评估

 实施串件拼修对策是提高装备保障效能的有效途径,能够在现有保障条件下使装备可用度达到上限。针对该问题,在备件多级维修供应模式下,根据串件拼修的特点,并结合可修复备件库存分配建模理论(METRIC),建立了非串件系统、串件系统以及不完全串件系统可用度评估模型。研究了串件对策下装备保障效能的分析流程和方法。通过实验设计,确定初始备件库存方案,在给定的方案下,对不同串件对策下装备的可用度进行评估。采用VMETRIC平台对模型进行验证,结果表明,本文模型结果与VMETRIC仿真结果具有相当高的吻合度,证明了模型的正确性。     

一种评估航空电子系统作战效能的方法

航空电子系统在作战中起着至关重要的作用,航空电子系统的作战效能评估是一个复杂问题。分析了航空电子作战效能的影响因素,建立了相应的指标体系,研究了基于粗糙集理论和层次分析法（AHP）的指标权重确定方法。应用综合评价等级和对作战效能评价结果的对应关系确定航空电子系统作战效能。模型的建立考虑了先验知识的运用,实现定性与定量相结合,简便直观,对某型飞机航空电子系统作战效能评估效果良好。从而为航空电子系统作战效能评估提供了一种新的评价方法。     

航空电子系统FC交换式网络的可靠性研究

 对于采用光纤通道(FC)互连的航空电子系统，从FC的基本模型出发，给出了由多个FC交换机组成的FC交换式网络的通信模型；采用基于任务的可靠性建模方法，给出了FC交换式网络的可靠性计算公式，并提出了任务基本路径的概念。根据航空电子系统提高可靠性的需要，提出了FC交换式网络的2种冗余拓扑结构：基本路径冗余和全网络冗余；最后通过实例分析了端口单元、交换要素单元和链路单元对FC交换式网络及2种冗余拓扑结构可靠性的影响；FC交换式网络可靠性的研究对于航空电子系统设计阶段的容错设计和拓扑选择都将起到指导作用。     

面向航电系统容错特征的任务可靠性建模方法研究

基于AADL语言和GSPN模型面向DIMA系统开展任务可靠性建模研究,考虑系统的容错特征及其模式转移逻辑,建立AADL系统建模语言与GSPN模型的转化规则,进行系统可靠性定量分析,并以典型航电产品为例进行了方法应用和仿真。本文提出的方法和规则可实施性强,为存在重构或备份等容错技术的航电产品进行多模式转移 的系统任务可靠性建模提供参考。     

AFDX网络连通可靠性仿真算法研究与实现

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)已成为现代先进民用飞机通信网络的主干网络,AFDX网络的可靠性对于航电系统至关重要,研究其可靠性评价方法有着重要的意义。阐述了AFDX网络连通可靠性的评价度量参数与模型,研究了蒙特卡洛仿真模型、参数和算法。最后给出双余度级联AFDX网络连通可靠性的仿真计算结果。     

基于佘度和容错技术的高可靠机载智能配电系统设计

针对大型无人机(UAV)用常规配电系统占用航空总线资源多和可靠性低的问题,通过研究多电/全电飞机技术发展趋势和大型无人机供电系统技术特点,提出一种适用于大型无人机体系结构和指标要求的机载智能配电系统;建立系统的马尔可夫模型,计算和分析不同余度结构的供电处理机(PSP)和电气负载管理中心(ELMC)对系统可靠性的影响,进...     

基于人工蜂群算法的航空电子系统负载均衡研究

针对航空电子系统中存在的任务请求多、资源利用率低、负载不均衡等问题,通过基于人工蜂群算法,设计并实现航空电子系统负载平衡机制.建立航空电子系统负载均衡数学模型,通过研究人工蜂群算法的四个阶段来求解航空电子系统的负载均衡,将待分配的计算任务指派给当前负载最轻的处理器.实验结果表明该算法负载均衡效果好.     

航空电子嵌入式计算建模仿真方法研究

航空电子系统经过数十年的演进，正朝着更加开放、灵活、智能的方向发展，同时也不断面临新的 问题和挑战, 需要在功能复杂度不断提升的前提下实现资源的高效分配，保证系统的实时性与可靠性。通过分 析机载嵌入式计算特点，基于模型的系统工程理论的同时结合形式化建模仿真方法，针对典型嵌入式计算平台 场景中的组件开展基于模型的设计方法研究与应用。该方法能够清晰描述航电嵌入式计算的时间关键性特征， 有效辅助设计和论证工作，降低研发周期、提升设计的可复用性。     

A hazard analysis via an improved timed colored petri net with time–space coupling safety constraint

Petri nets are graphical and mathematical tools that are applicable to many systems for modeling, simulation, and analysis. With the emergence of the concept of partitioning in time and space domains proposed in avionics application standard software interface(ARINC 653), it has become difficult to analyze time–space coupling hazards resulting from resource partitioning using classical or advanced Petri nets. In this paper, we propose a time–space coupling safety constraint and an improved timed colored Petri net with imposed time–space coupling safety constraints(TCCP-NET) to fill this requirement gap. Time–space coupling hazard analysis is conducted in three steps: specification modeling, simulation execution, and results analysis. A TCCP-NET is employed to model and analyze integrated modular avionics(IMA), a real-time, safety-critical system. The analysis results are used to verify whether there exist time–space coupling hazards at runtime. The method we propose demonstrates superior modeling of safety-critical real-time systems as it can specify resource allocations in both time and space domains. TCCP-NETs can effectively detect underlying time–space coupling hazards.     

基于模型的航电系统集成验证技术研究

为了满足系统集成度高、交联关系复杂的航电系统集成验证需求,提出了基于模型的航电系统集成验证技术。详细介绍了基于模型的航电系统仿真和测试方法,航电系统仿真建模规范,以及基于模型运行的航电系统集成验证平台。通过在航电系统集成过程中的应用,基于模型的集成方法有效地提高了航电系统集成效率,保证了航电系统集成准确度。该方法可应用于航电系统全数字集成、半物理集成和全实物动态集成,保证各阶段试验的衔接,持续提升航电系统集成工作的技术水平。     

综合化飞机环境监视系统研究及其数字仿真测试

综合模块化航空电子(IMA)技术日益成为飞机航电系统开发的主流构型。基于美国航空无线电技术委员会(RTCA)对飞机环境监视系统(AESS)的定义,分析了AESS的发展过程及技术趋势,以空客A380、Boeing787飞机的AESS为例进行现状分析,依据ARINC768规范开展了综合飞机环境监视系统(IAESS)方案及架构设计,实现了由综合飞机环境监视系统处理单元(IAESSPU)对T3CAS(TCAS、TAWS和ATCRBS)和WXR数据综合与处理的统一,开展了基于高级体系结构(HLA)的IAESS数字仿真系统设计、测试用例和性能分析,验证了IAESS具有高可靠性、低功耗、低总量等优点,未来IAESS发展也将进一步使得系统具备多功能特点。     

航空发动机压气机导流叶片调节器切换特性

为了提高飞行可靠性,航空发动机导流叶片调节器采用数字电子控制为主控方式,并辅以液压机械备份控制器。为此对数字电子控制器的切换特性进行了研究。对所设计的导叶调节器切换过程进行动静态仿真,结果表明:数字电子控制器出现故障后,采用切断电子控制通道的处置方式可以满足系统对切换过程平稳和安全的要求,且系统切换至液压机械备份控制器后,各项技术指标可以满足航空发动机对该导流叶片调节器的要求。