基于MBSE的民用飞机功能架构设计方法

基于模型的系统工程（MBSE）理论越来越广泛地应用于民用飞机设计与功能需求分析领域。研究起始于基于用户需求的自顶向下的民机系统产品顶层用例,辨识相关关键子用例,进一步基于对象用例展开“需求—功能分析”,构建黑盒活动图、顺序图表达实现相关飞机级需求的黑盒功能流,从而明确系统接口和辨识子系统,构建经验证可靠的可进行逻辑仿真的黑盒状态机。在黑盒功能架构的基础上驱动基于人机交互系统模型仿真的民机功能架构“正向设计”过程,对黑盒进行解白,基于建模分析和数值仿真结果,构建实现相关飞机级需求的系统功能白盒架构的“正向设计”。为充分演示上述方法,选择了对民用飞机产品安全性具有关键影响的最后进近着陆场景用例作为案例模型。研究表明,基于MBSE的民用飞机功能架构设计方法充分保证了需求分析和功能架构设计的紧密结合,正向构建了以满足民机产品需求为导向的结构化系统设计方法。      

遥感卫星高速数传信息流设计

随着卫星遥感技术水平的提高,遥感数据的类型和数据量快速增加。为适应多类型、高速率遥感数据传输的复杂需求,对数传信息流进行了顶层设计,定义了数传与遥感系统数据接口以及数传帧格式,对遥感数据传输所需码速率进行了分类计算,为设计固定的下行数传码速率提供了依据。进而针对不同类型的遥感数据提出了基于分组优先级虚拟信道动态调度策略的数传信息流设计方案,确保不同类型遥感数据的传输满足不同的应用需求。对高速遥感数据确保满足较低的缓存容量需求,对低速遥感数据确保满足实时性传输需求。采用动态仿真技术对数传信息流设计方案进行了试验验证。设计方案可为后续新一代遥感卫星数传系统设计提供参考。     

某型航天器推力矢量控制伺服机构的设计理论

针对某型航天器对伺服机构的要求,设计了推力矢量控制伺服机构.通过比较液压、气动和电动3种类型伺服机构的特点,选择了电动伺服机构.研究了包括机电作动器设计、驱动控制技术和冗余技术等电动伺服机构的3项关键技术.建立了双冗余电动伺服机构的二自由度动力学模型,对其动态性能进行了仿真研究.理论分析和仿真结果证明:电动伺服机构的方案设计合理可行,不仅满足航天器高可靠性、良好维护性等基本要求,而且满足控制系统的动态性能指标要求.     

基于虚拟仪器的正弦动态压力校准技术研究

本文针对压力传感器动态校准需求,提出了一种基于虚拟仪器的正弦动态压力校准方法,设计了正弦动态压力校准系统,分别从总体设计方案、硬件配置及软件控制三方面进行介绍,然后对正弦动态压力校准系统进行试验及不确定度评定,结果表明该方法可行有效,可满足航空航天、工业领域中对压力动态测量要求。     

基于虚拟仪器的正弦动态压力校准技术研究

本文针对压力传感器动态校准需求,提出了一种基于虚拟仪器的正弦动态压力校准方法,设计了正弦动态压力校准系统,分别从总体设计方案、硬件配置及软件控制三方面进行介绍,然后对正弦动态压力校准系统进行试验及不确定度评定,结果表明该方法可行有效,可满足航空航天、工业领域中对压力动态测量要求。     

基于FPGA的直接驱动阀用音圈电机功率驱动器

音圈电机的功率驱动器对控制器运算速度要求较高,传统方法普遍采用模拟控制,但其存在调试不便、特性漂移、不易实现复杂控制算法、无法与数字控制器直接实现接口等固有缺点.介绍了基于现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)的采用全数字式控制的直接驱动阀用音圈电机功率驱动器.利用FPGA通过模块化设计,实现了产生脉宽调制(PWM,Pulse Width Modulation)信号、电流信号采样及其数字滤波、电流闭环控制以及与其它数字控制器的通讯等功能.仿真及实验结果表明:所设计的基于FPGA的音圈电机功率驱动器具有良好的电流跟踪性能,可以满足直接驱动阀系统的控制要求.FPGA的运用,大大简化了系统硬件结构,提高了系统的控制性能,且便于扩展功能以及与其它数字控制器实现接口.     

星载相机地面电性能测试系统的设计与实现

根据新型相机结构复杂、载荷多的特点，针对性地设计并实现了一种新型星载相机的电性能地面测试系统。分析并总结了地面测试系统的设计需求，并且针对新型相机测试的全面性要求，设计并实现了整星和多种载荷的模拟接口；针对新型相机测试的可靠性要求，提出了冗余网络切换的测试系统设计方法并解决了数据库访问冲突的问题；针对新型相机测试的安全性要求，提出了针对冗余链路的测试方法和错误注入的测试方法。该系统已经成功配合完成了某高轨型号星载相机的研制，并交付使用。试验证明测试系统功能全面稳定，连续测试72h误码率为0，能够满足新型相机全面性、可靠性、安全性的测试需求。     

一种嵌入式月面巡视器移动系统模拟器设计

提出了一种嵌入式月面巡视器移动系统模拟器设计方案,分析了模拟器的功能性能需求,给出了模拟器整体方案设计及硬件、软件的具体实现,最后通过系统测试对模拟器设计的有效性进行了验证.该移动系统模拟器可实现对移动系统电机及负载的功率级模拟,满足移动控制驱动组件的系统测试需求,并具有良好的通用性和可扩展性.     

一种嵌入式月面巡视器移动系统模拟器设计

提出了一种嵌入式月面巡视器移动系统模拟器设计方案,分析了模拟器的功能性能需求,给出了模拟器整体方案设计及硬件、软件的具体实现,最后通过系统测试对模拟器设计的有效性进行了验证.该移动系统模拟器可实现对移动系统电机及负载的功率级模拟,满足移动控制驱动组件的系统测试需求,并具有良好的通用性和可扩展性.     

基于模型架构的航天器控制软件研制方式研究

开展基于模型设计研究，旨在解决当前航天器控制软件研制所面临的需求描述准确性、设计验证充分性以及软件产品可靠性等问题.针对基于模型设计过程中的代码胶合接口复杂且操作繁琐问题，提出一种基于模型架构的航天器控制软件研制方式，搭建软件模型驱动框架，通过模型封装方式将既有代码资产或新编写代码嵌入到软件模型驱动框架，简化代码胶合过程.同时，建设航天器控制领域通用模型库来提高成熟算法模型的复用效率及自动生成代码可靠性.本方法研究为推进航天器控制软件向模型驱动开发方式转变夯实基础.     

基于SPARC V8结构处理器的计算机系统设计

首先介绍了国内外计算机SPARC体系结构的研究现状,指出SPARC体系结构已成为国际上流行的处理器结构之一,而且众多航天机构也采用了SPARC结构的处理器设计其航天器的计算机系统。随后,着重说明了SPARC V8的组成结构以及国内外基于SPARC V8结构设计实现的处理器。最后给出了基于国产SPARC V8结构处理器BM3802设计实现的最小系统组成结构。     

面向可信的航空嵌入式软件开发方法框架

针对航空综合化软件的可信内涵,即可靠性、安全性和实时性,开展了开发方法的研究,提出了针对性的可信内涵模型和相应的开发过程模型,并设计了基于模型的需求分析、组件化设计以及系统配置综合的开发方法框架.在开发方法框架研究过程中,重点分析了航空综合化软件平台的特征,即因为物理资源的限制,软件任务之间存在复杂的交互、资源竞争和共享关系,并分析了这些特征对其可靠性、安全性和实时性的影响.     

一种嵌入式软件安全漏洞的代码加固方法

软件定义的概念和技术的发展和应用，装备嵌入式系统的功能主要由软件定义完成，导致装备嵌入式软件规模性和复杂性都在急剧增加，软件安全问题已经成为嵌入式系统乃至装备产品研制和运行维护的核心关注点.借助主流软件代码安全性检测技术，对装备嵌入式软件的漏洞行为和结构分析，建立装备嵌入式软件漏洞特征和系统不安全行为属性规约，通过对软件属性规约的逻辑演算，形成软件安全性加固需求，提出基于安全规约属性模板的漏洞加固代码生成技术，对软件代码中潜在的安全漏洞进行修复和加固，实现装备嵌入式软件强制安全保障.     

基于RISC芯片的32位嵌入式基本系统的设计和调试

基于ＲＩＳＣ芯片的３２位嵌入式基本系统的研究和设计是当前嵌入式星载计算机研制方面的一个重要课题，着重介绍了该ＲＩＳＣ基本系统的设计特点以及所使用的构思新颖的调试方法等两方面的研究情况。     

基于模型的民机验证需求捕获及应用技术

针对当前验证工作顶层规划性不强、研制单位与承试单位接口不清晰、验证活动充分性不确定等问题，基于系统工程的民机研制过程，结合验证场景建模，形成以验证需求为核心的验证工作技术流程。承接产品设计需求，开展验证场景利益关联方识别、验证场景活动建模及时序建模研究；定义验证需求的内涵要素，基于模型开展验证需求捕获，形成设计需求到验证方法到验证需求的映射追溯；在此基础上，研究基于验证场景模型的验证计划及验证程序定义方法。结合某型飞机起落架系统案例，形成一套从设计需求到验证需求再到验证程序的完整技术方法。所提技术方法能够充分保证从产品设计需求到验证活动开展的完整追溯，有效促进民机研制验证过程与产品研制有机融合，为民机研制早期对验证活动的规划提供重要借鉴。      

矢量信号调制质量分析方法研究与实现

采用矢量信号分析技术通过分析已调信号的特性，能够快速发现引起信号失真的原因，定位系统设计中的错误，该技术在信号分析仪器、数字通信等领域应用广泛。本文在深入研究矢量分析技术的基础上，建立了矢量信号分析模型，并对矢量信号分析中对结果影响较大的最佳判决未知和幅相补偿模块进行了详细分析。利用软件实现了矢量信号调制质量分析，能够快速的对EVM等指标进行计算，且易于嵌入其它系统和设备，使用方便。     

矢量信号调制质量分析方法研究与实现

采用矢量信号分析技术通过分析已调信号的特性，能够快速发现引起信号失真的原因，定位系统设计中的错误，该技术在信号分析仪器、数字通信等领域应用广泛。本文在深入研究矢量分析技术的基础上，建立了矢量信号分析模型，并对矢量信号分析中对结果影响较大的最佳判决未知和幅相补偿模块进行了详细分析。利用软件实现了矢量信号调制质量分析，能够快速的对EVM等指标进行计算，且易于嵌入其它系统和设备，使用方便。     

矢量信号调制质量分析方法研究与实现

采用矢量信号分析技术通过分析已调信号的特性,能够快速发现引起信号失真的原因,定位系统设计中的错误,该技术在信号分析仪器、数字通信等领域应用广泛。本文在深入研究矢量分析技术的基础上,建立了矢量信号分析模型,并对矢量信号分析中对结果影响较大的最佳判决未知和幅相补偿模块进行了详细分析。利用软件实现了矢量信号调制质量分析,能够快速的对EVM等指标进行计算,且易于嵌入其它系统和设备,使用方便。     

RTEMS操作系统应用开发环境的设计与实现

在嵌入式应用开发中,实时操作系统越来越重要,其开发环境的优劣也成为评价的标准.RTEMS是一个开放源代码的实时嵌入式操作系统.通过建立交叉编译环境、实现远程下载、远程调试以及工程化管理和裁剪,完成了一个具有友好可视化用户界面、易于使用的RTEMS操作系统应用开发环境的设计,为开发人员提供了一个良好的工作平台,为编写大型的嵌入式软件提供了方便,为推广RTEMS的使用打下了基础.该系统已经用于教学和科研领域.