容错飞行控制技术的应用研究现状与发展趋势

如何将容错飞行控制理论研究与工程应用紧密结合是值得关注的问题。从解决飞控系统自身故障的余度容错技术、解决飞控系统被控对象故障的容错控制技术和制约主动容错控制发展的故障诊断技术3个方面研究了容错飞行控制在工程应用中的发展现状。分析了容错飞行控制的核心技术和难点问题,对未来容错飞行控制技术的发展提出了思考与建议。     

民机电传飞控系统故障检测与容错技术

现代民机广泛采用数字式电传飞控系统,它有利于飞机减重、飞行品质改善、飞机维护性改善等。民机电传飞控系统需满足严格的安全性与可用性要求,保证飞机取证与运营可靠性。故障检测与容错技术是实现高度安全可靠电传飞控系统的关键。该文阐述了已应用于现代民机的故障检测与容错技术,重点介绍了波音、空客公司故障检测与容错技术应用于民机设计的成功案例,对未来民机容错技术发展进行了探讨与展望。     

软件容错及一个N文本容错系统的实现

软件容错是提高软件可靠性的重要方法之一。我们可以认为软件可靠性提高技术有两种:容错技术与非容错技术。非容错技术是应用各种方法使软件不舍错误,即力求使软件在成为产品以前达到完美无缺,软件说明书设计、结构设计、软件测试等避错、除错方法都属于非容错技术。可是随着计算机的应用领域越来越广。软件越来越复杂。而人的思维是有局限性的,因而软件设计的缺陷是不可避免的。同时软件的复杂性又决定了我们不可能进行软件的“穷举测试”。因此对要求高可靠性的系统,仅仅用非容错方法是不够的。如核反应堆系统、飞行控制系统、航空专业应用。都必须采用容错技术来进一步提高其可靠性,因为容错软件可以系统发生错误的情况下,保证系纯正常运行。     

容错技术在直升机可靠性设计中的应用与研究

现代直升机的飞行关键系统如电传操纵系统及给电传操纵系统供电的电源系统,为确保高可靠性高安全性要求（λ〈10-7／飞行小时）,通常都采用由多个（3个或4个）分系统组成的容错系统。首先论述了容错技术及容错系统的组成,然后对容错系统不同构型的可靠性进行了分析,并建立了容错系统的可靠性计算方法。之后,以相应的实例讨论了容错系统可靠性计算时必须考虑的问题。最后简述了相关的设计准则。     

高超声速飞行器再入容错制导技术综述

对高超声速飞行器研制过程中最为关键的技术之一——再入容错制导技术进行了综述。回顾了高超声速飞行器容错制导研究概况;针对高超声速飞行器产生执行器、传感器、结构等故障引起气动参数在内的系统各项参数发生变化,已有的再入制导轨迹已经不能满足制导要求的问题,进行再入容错制导方法研究,找到故障情况下最优再入轨迹;介绍了几种再入容错制导方法,并对未来技术的发展进行了展望。     

卫星姿态控制系统容错控制综述

主要针对卫星姿态系统容错控制研究领域已有的成果进行了回顾。总结了国内外卫星容错控制的现有成果,主要从卫星姿态控制系统的可重构性、单体卫星容错控制和卫星编队容错控制3个部分对相关的研究成果进行了归纳分析。其中,卫星姿态系统的可重构性从重构目标和系统功能要求两方面进行分析;对单体卫星容错控制现状的介绍主要从自适应技术、滑模理论、预设性能、干扰观测器、故障估计观测器几个方面展开;卫星编队容错控制方法从独立容错、协同容错、拓扑重构和组成重构的角度进行阐述。最后进行总结,并展望了卫星姿态控制系统容错控制领域未来可能出现的新问题和研究思路。     

容错计算机系统的结构

本文介绍一种将容错技术用于计算系统结构的设计方法。讨论基本的容错技术,并通过评述现有的和计划中的容错计算机系统以说明它们的应用。     

ATC模拟系统中存贮系统的容错技术

ATC 模拟系统是一个比较复杂的,实时性很强的控制系统,要求整个系统的可靠性很高。而对于一个系统来讲,其中央存贮系统是保证整个系统正常工作的关键部件之一。在我们引进的系统中,它的容错技术在设计上有其独到之处。本文就其存贮系统的结构、容错技术及支持电路这三部分予以说明和论述,仅供同行参考。     

FC环形通信网络双余度容错的设计与实现

随着航电系统的发展,传统的通信网络传输速率已经不能满足发展需要,因此,FC协议作为新一代的高性能网络通信协议被引入到航电系统中.如何基于FC协议设计出满足航电系统应用需求的通信网络成为FC技术研究的关键.本文介绍了一种面向航电系统应用的基于FC通信协议的双余度环网的设计与实现方案,着重从软硬件两个方面对系统的容错设计给出了说明,最后对系统的容错能力进行了全面的验证.     

综合化飞行器管理计算机技术研究

目前国外新一代飞机的设计中,为进一步提高飞机的性能,同时降低系统费用,采用飞行器管理系统综合管理包括飞行控制、发动机控制、机电公共设备管理等飞机平台的功能.飞行器管理系统核心是飞行器管理计算机,细粒度可配置飞行器管理计算机不同于以往基于通道容错的计算机系统,它是基于模块级容错的计算机系统,细粒度可配置飞行器管理计算机设计利用综合化技术,通过采用通用的、标准的模块,提高系统的可靠性和可用性.它既要具有飞行控制系统的多余度安全,同时又需要满足发动机控制、机电管理等不同系统、不同余度配置的安全要求.另一方面飞行器管理计算机从系统结构、容错技术等方面要适应不断变化的微电子技术和计算机技术的发展,保持飞机平台具有相对的稳定性,更要具有灵活的系统配置能力.主要介绍了细粒度可配置飞行器管理计算机体系结构、软件要求、容错结构的实现.     

非相似容错技术研究

介绍了飞行控制系统非相似容错技术的基本功能、技术关键和设计方法,包括软件设计、硬件设计、容错计算、交叉通信、同步、余度管理、编程语言以及软件设计人员进行非相关设计的管理方法等。     

非相似余度飞控计算机

从容错的角度介绍了Boeing777和A320的数字飞行控制计算机系统。Boeing777和A320的飞控计算机都采用了非相似的余度技术,能容忍软件和硬件的共态故障,但在每个计算机的功能分配和整个飞控计算机系统的余度结构编排等方面体现了各自的特点。用广义随机Petri网描述了Boeing777余度结构和容错动态过程,并进行了系统的可靠性计算和容错度分析。针对中国"大型飞机"容错飞控系统的设计作了分析和建议。     

嵌入式数字信号并行处理技术研究

推动嵌入式数字信号并行处理技术发展主要涉及三个领域的技术:处理器技术、系统的拓扑结构和互连协议。对三项关键技术相关领域技术发展的内容、技术优缺点、技术应用和发展趋势进行了分析。以此为基础,提出了某嵌入式数字信号并行处理模块的设计实现方案。系统具有高速信号处理能力、高速数据传输能力、互连拓扑结构灵活、易扩展、支持容错/重构等特性。     

ARINC659总线协议容错机制的一种设计与实现

在飞行控制系统中,对系统安全性、可靠性、可用性的要求不断提高,系统的容错控制能力也在不断的发展.ARINC659是一种具有较高吞吐量、严格的故障隔离、数据传输确定特性的数据总线.描述了ARINC659背板数据总线协议规范中使用的两种容错机制,并实现了容错机制,使用verilog语言设计实现并给出了相应的仿真结果,能够有效的实现对一路故障以及部分两路故障的屏蔽保证系统的可靠性.     

导弹智能化对惯性技术发展需求

未来战争是智能化的战争,未来导弹的发展必然呈现智能化趋势。针对导弹智能化需要具备的智能感知、智能决策、智能控制、智能协同和智能突防等五方面特征,分析了惯性技术的作用和发展需求,颠覆性创新技术的不断涌现,也推动了新原理、新材料、新技术在惯性技术领域的应用。本文提出了需要突破的关键技术,包括惯导系统大数据应用技术、惯导系统容错及系统重构技术、智能协同导航系统的时空基准统一技术、以惯性系统为基础的信息集成技术等关键技术,并对适应未来网络协同作战的智能导弹导航控制需求提出了对策建议。     

一种高可靠多总线接口控制单元的设计与实现

在工业控制领域,控制系统的安全性、可靠性至关重要,高可靠性一直是设计师和使用者关注的重点.随着系统综合化模块化的发展,设计一种高可靠、高集成、低功耗的控制单元成为新型容错计算机系统的核心.以具有容错功能的内总线和外总线为基础,集成多种总线接口和PowerPC处理器,实现具有强容错能力和高速处理能力,可广泛用于新型容错计算机系统中的高可靠多总线接口的控制单元.     

故障注入器功能设计

对于容错计算机的验证 ,必须模拟在系统运行出现故障的情况下 ,容错计算机对故障的检测、隔离和定位能力。所以 ,需要研究故障注入技术。故障注入是通过一定的方法 ,按照一定的控制 ,改变计算机内部硬件或软件的状态 ,使其出现预先定义的故障状态 ,由此触发容错计算机的故障逻辑 ,验证故障逻辑的功能和性能。     

非线性主动容错控制系统H∞模糊控制器设计

 考虑到实际主动容错控制(FTC)系统中故障以及故障检测与隔离(FDI)决策出现的随机性,用两个Markov过程分别描述系统的随机故障以及FDI的决策行为。采用Takagi Sugeno(T-S)模糊模型描述非线性主动容错控制系统,并基于并行分布补偿(PDC)方案以及线性矩阵不等式(LMI)优化技术,给出了使得闭环系统随机稳定且满足一个给定H_∞干扰衰减水平的模糊容错控制器设计方法。此外,考虑了一个次优的H_∞模糊容错控制设计问题。最后,倒车控制系统的仿真结果验证了所建议方法的有效性。     

机载供电系统双余度控制器的容错控制

介绍双发（Twin-engines）系统的战斗机的机载供电系统控制器的设计和实现。机载供电系统控制器是管理飞机的供电系统的航空电子设备,是飞机供电系统的核心设备,肩负飞机安全的使命。为了提高控制器的可靠性和灵活性,放弃传统的模拟方法,使用先进的数字化技术实现对飞机供电、配电系统的管理。在设计中为了提高可靠性,使用主动复制的容错技术,设计了双余度控制器,在发生单通道错误的情况下,整个系统能够正确工作。对机载供电系统控制器容错技术进行了研究,包括双余度系统的管理策略、同步控制机制、余度管理和故障综合、信号比较监控和通道切换逻辑。     

用于波音777飞机的主要飞控计算机

飞行控制计算机容错技术本文介绍了在ERA1992年航空电子会议上介绍的波音777的主要飞控计算机。介绍了系统需求软件实施措施,以及容错系统的运行后果,描述了波音777主要飞控计算机系统的整体结构。重点介绍了控制模式和实现一些保护功能的方法。在描述了硬件之后,又描述了软件生命周期过程,包括设计。编码和测试,强调了已实现软件完整性的方法。对容错设计及提供给操作员的优点也作了介绍。用于波音777飞机的主要飞控计算机@刘英华