操作系统ARINC653标准符合性验证方法的研究

ARINC653标准是一种国际流行的多分区操作系统的接口标准，是否符合ARINC 653标准是衡量一个嵌入式实时多分区操作系统是否符合国际主流标准，以及上层应用是否丰富的一个重要因素。如何验证多分区操作系统是否符合ARINC 653一直是嵌入式实时多分区操作系统测试的重点和难点。提出了一种采用C／S结构、基于ARINC 653 Part 3测试标准验证框架的实用多分区操作系统符合性验证方法，方法不需要对操作系统源码进行修改，并且可以根据测试项排序连续测试。实验证明了验证方法的有效性和准确性。     

基于多分区操作系统的多核确定性调度方法设计

为提高多分区操作系统环境下多核处理器的应用带来的操作系统任务调度的确定性,研究了多分环境下多核操作系统结构,从处理器核心和分区的资源分配和分区调度表的时间同步角度出发,采用了静态配置、处理器绑定和时间窗口调度方法,实现了处理器资源的确定性分配,解决了调度表之间的时间同步问题。测试结果表明,方法有效提高了分区环境下多核操作系统任务调度的确定性。     

液体火箭发动机燃烧室声腔建模方法研究

基于数值模拟技术及有关振动理论,提出了一种建立液体火箭发动机燃烧室声腔模型的方法。为验证方法的可行性,建立了用于带声腔燃烧室全场数值模拟的分区解法,利用这两种方法对同一过程进行的计算表明建模方法是可行的     

嵌入式分区操作系统可靠性技术的研究与应用

嵌入式实时多分区操作系统是专门为新一代航空电子系统开发的,是支持综合化航空电子系统的嵌入式实时操作系统,该操作系统是基于分区的高安全、高可靠操作系统,其可靠性决定了运行在其上的应用软件的可靠性。从软件可靠性概念着手,深入研究了嵌入式实时多分区操作系统开发过程中涉及的可靠性设计技术,给出了软件可靠性应用的示例,并研究了操作系统软件研发中使用的可靠性管理方法,对软件的可靠性进行了总结。     

一种微内核分区操作系统C库的适配验证方法

针对传统C库的开发和适配方法存在的局限性问题,提出一种基于微内核架构的嵌入式分区操作系统新C库的适配验证方法,依次对基于微内核架构的嵌入式分区操作系统之上C库的总体部署方案、初始化过程、典型功能模块的适配开发方法进行了详细阐述;搭建相应的硬件测试环境,在恩智浦公司的四种硬件平台上对开发和适配的C库进行了相应的功能测试和验证,提出了三个创新点.     

分布式IMA的网络分区方法及其实时性能分析

 针对分布式综合模块化航空电子(IMA)体系结构,在时间、空间分区以及带宽分区的基础上,提出了网络分区的概念,并建立了相应的网络模型、消息模型、流量模型及调度模型。利用网络演算方法,推导了航空电子混合消息集在网络分区下端到端(ETE)延迟的计算公式;搭建典型网络,通过理论计算对比了网络分区与带宽分区的实时性能。计算结果表明:网络分区下两条硬实时数据流的延迟较带宽分区分别降低了33.5%和74.2%;而弱硬实时与软实时数据流的延迟增加约30%。最后通过OPNET仿真对理论分析所得结果进行了验证,证明网络分区方法符合分布式IMA的分布式架构要求,并满足了系统混合关键性的需求。     

飞翼布局翼型系列设计进展

针对飞翼无尾布局飞机开展了基础翼型研究.归纳了飞翼布局翼型的设计特点和研究进展,提炼了飞翼无尾布局复杂的气动设计需求,总结了其展向气动分布特点,根据不同分区提出了翼型气动设计要求,并建立了分区翼型设计模型,形成了飞翼布局分区翼型系列.由于传统翼型设计模型未能考虑横流效应,导致翼型设计结果应用到三维布局上不能达到理想效果,提出了"全局+局部"的翼型多学科设计方法,根据飞翼布局分区翼型气动设计要求,建立了基于分区翼型设计模型的高效代理模型全局优化设计与三维布局环境下多剖面翼型局部优化设计的多学科协同设计方法.这种"全局+局部"的设计方法能够快速实现满足飞翼布局分区多剖面、多种性能要求的翼型设计,有效提高了设计翼型的性能与设计效率.最后以类X47-B布局为例,进行了翼型系列设计,验证了该方法的可靠性.     

系统测试性建模及验证方法

通过研究系统级测试性建模的基本原理,主要包括数学模型和图示模型,从结构、故障和测试三个方面给出了系统测试性建模的流程,最后给出了系统级测试性模型的验证方法,包括模型整体有效性验证、基于测试性分析报告的测试性模型验证等。     

船用燃气轮机加速过程控制参数寻优

讨论了船用燃气轮机仿真模型及相应的数据处理方法,利用部件级建模法建立了船用燃气轮机的仿真模型.在WIND0WS 2000操作系统下,利用VC 6.0语言进行编写.     

分区操作系统远程系统浏览器

满足ARINC 653标准的嵌入式实时分区操作系统内部提供了多种系统对象,远程系统浏览器是系统开发者在宿主机端查看这些系统对象的最简便快捷的开发工具。描述了分区操作系统信息组织形式和远程信息协议及远程系统浏览器的工作流程。提出了一种基于Eclipse和RSE的远程系统浏览器的系统结构,以及各结构部分的功能。方便系统开发者在宿主机端交叉开发在目标机上运行的分区操作系统系统软件及应用软件。     

Socket通信在分区操作系统下的应用设计

随着航空电子系统综合化的发展，Socket通信在在分区操作系统下的应用已成为航电系统新的应用需求。介绍了分区操作系统Socket通信的体系结构以及设计过程。论述了端口应用层、虚端口管理层和Socket管理层的工作原理以及Socket数据在分区操作系统下的处理过程。所开发的系统运行平稳。     

基于UML的教务管理系统模型分析

介绍了在统一过程模型的基础上应用UML进行系统分析、设计，建立系统模型的简洁方法。文中通过对一个教务管理系统的建模过程，运用UML语言的图形表达方式，从需求分析，到详细设计，及类与类之间的消息传递关系，给出了该方法的应用细节，并对该方法进行了验证。实践表明，在基于统一过程模型体系结构为中心的建模方法指导下，应用UML语言丰富的可视化表达元素，可以清晰、快速地定义面向对象的软件系统模型。     

高安全分区信息物理系统的仿真验证研究

信息物理系统(CPS)强调借助网络对物理世界的感知和控制,往往系统规模较大、结构复杂,通常重视对系统开发前、中期的验证工作,而高安全的CPS对验证的要求更高。在实现分区调度、通信等服务的基础上,通过构建Windows平台上的模拟分区环境,我们完成了某高安全信息物理系统的建模,检验系统设计的可调度性、故障恢复能力等行为特性,从而验证了研究方法的合理性和正确性。     

嵌入式实时多分区操作系统两态访问的研究

为了保证不同程序的特权,嵌入式实时多分区操作系统使用系统态和用户态来解决这一问题。在介绍系统态和用户态的基础上,重点研究了嵌入式实时多分区操作系统中系统态和用户态互访,提出了系统调用、虚中断和共享数据区三种可行的访问方式,并针对三种访问方式给出了实现方法。这三种访问方式使用方便、灵活,能够有效地解决多分区操作系统两态互访问题。     

客户操作系统中断虚拟化的研究与实现

为解决操作系统在运行于虚拟机管理器提供的虚拟化环境中，无法直接处理系统中的中断的问题，针对虚拟化操作系统的中断处理，结合虚拟机管理器所能提供的功能，提出了一种中断虚拟化的模型，并以VxWorks 5．5为验证对象进行了中断虚拟化的实现以及验证，通过验证结果表明，中断虚拟化模型能够保证客户操作系统中断的正常处理。     

时间分区的设计与实现

为了满足新一代航空电子系统高度综合化、模块化的要求,在高安全实时操作系统中引入了分区（Partition）的概念。分区是运行于一个处理机模块上的一个或多个应用程序（或子系统）,这些应用程序在时间和空间上彼此隔离,互不影响。分区操作系统根据预先定义的主时间框架内的时间窗口调度相应的分区,在分区的时间窗口内,每个分区按照分区内自己的调度策略调度分区内的进程。分区内的进程有周期进程和非周期进程两种类型,每个进程具有截止期属性,周期进程除了截止期还存在周期属性,当进程发生截止期超时或周期超时,操作系统需进行相应的超时处理。本文着重讨论符合ARINC653要求的时间分区的一种设计及实现方法,包括分区时间调度,进程截止期管理,周期进程调度,以及时间事件管理。     

机载磁粉离合器MBSE建模方法和应用

提出了航空机载产品的MBSE建模方法,分析了磁粉离合器的需求,采用多学科统一建模语言对可仿真的需求进行了MBSE电路和磁路建模、电磁力矩建模、离合传动建模,建立了磁粉离合器整机模型,实现了磁粉离合器的电、磁、传动机构的多学科仿真。使用成熟的磁场仿真软件对MBSE磁路模型进行了验证。对离合器的电磁力矩进行了仿真计算,对离合器整机MBSE模型进行了仿真测试,实现了对磁粉离合器需求的MBSE建模、仿真和验证。     

事故推演建模技术研究

 在总结现有事故模型、复杂系统特性分析的基础上,提出基于系统学的事故模型——事故推演模型,该模型强调从分析系统各组成部分的耦合关系及系统涌现特性的角度揭示事故是如何发生的。针对目前尚缺乏成熟的方法来支持基于系统学的事故分析的现状,建立了与事故模型匹配的事故推演建模方法,层次化面向对象的Petri网（HOOPN）,给出HOOPN的形式化描述,分析了HOOPN对事故推演建模的支持能力,介绍了基于HOOPN的事故推演建模程序。最后利用HOOPN建立民用航空器盘旋进近过程的事故推演模型,并对模型进行定性分析,验证该方法的适用性。     

基于混合建模的机翼／外挂系统固有振动特性分析

针对机翼下带外挂飞机挂载组合多、振动分析工作量大及现役飞机更新外挂改装的需求,通过机翼／外挂系统模型的固有振动特性分析,试图探索基于混合建模的带外挂飞机的固有振动特性分析技术,即以无外挂飞机的GVT模型与经试验验证的外挂有限元模型为基础,采用自由界面模态综合进行混合建模,完成飞机机翼／外挂系统的固有振动特性分析。以机翼／外挂系统模型为例,验证了混合建模技术在机翼／外挂系统固有振动特性分析应用的有效性。     

航空发动机部件级模型硬件在回路实时性验证

为了验证航空发动机部件级模型作为机载模型的实时性,开展部件级模型的硬件在回路试验。根据AIR4548A燃气涡 轮发动机实时建模标准,建立了单轴涡喷发动机部件级实时Simulink模型;基于模型设计方法和自动代码生成技术,将该模型集 成到全数字仿真平台FWorks;将验证后的模型代码集成到硬件在回路平台的电子控制器实物中。进行了全数字仿真和硬件在回 路仿真验证。结果表明：全数字仿真结果验证了部件级模型的准确性和代码生成的正确性;在硬件在回路的开环仿真结果中,该 部件级实时模型单步最大运行时间不超过2.7 ms,可以作为模型基控制、故障诊断、健康管理和性能寻优控制等技术的机载模型。