基于分布式IMA平台的系统健康管理的设计与实现

随着分布式综合模块化航电（分布式IMA）系统的深入应用,需要针对分布式IMA平台的健康监控、故障管理、系统容错重构、系统运行日志等健康管理能力进行进一步研究。本文深入研究了 VxWorks653操作系统中的健康监控机制和ASAAC标准中的系统管理技术,以此为基础设计并实现了分布式IMA平台级和系统级的健康管理方案。在本文的方案中,对 VxWorks653操作系统的健康监控机制进行改进,使其能够满足自定义的故障处理需求,将ASAAC标准中的系统管理技术和IMA系统内故障信息的收集相结合,实现了对IMA系统内各进程、各分区、各模块乃至整个IMA系统进行健康管理。     

基于在线加载分区机制的重构方案的设计与实现

随着综合模块化航空电子系统（IMA）结构技术的发展,对航电系统的安全性和可靠性的要求也进一步提高。本文提出的IMA重构方案基于VxWorks653系统中的在线加载分区(Online-Loaded)机制,可以做到对应用程序的动态加载,使得IMA系统在发生故障时能按预设的配置进行功能迁移,从而实现IMA系统的重构。在该重构方案的基础上还同时设计了分步加载技术。测试验证表明,分步加载技术明显减少了重构的耗时,提高了重构的效率。     

MTS协调加载系统建立试验载荷谱软件的设计和应用

针对MTS协调加载系统在建立试验载荷谱中存在的功能缺陷，采用多线程和动态建立索引的方法，开发了MTS协调加载系统快速、准确地建立试验载荷谱软件。介绍了软件的设计思路以及建立载荷数据模块及配置载荷情况模块及加载顺序模块等功能模块和接口的设计。解决了该系统在实际应用中存在的局限性问题，完善了MTS系统功能。最后通过试验验证了软件的实用性。     

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。     

计算机辅助可靠性设计分析系统研究

介绍了以可靠性设计分析工作流程为主线,以可靠性数据库为核心,全面支持可靠性要求制定 (定性和定量要求 )、可靠性设计分析和可靠性设计分析咨询等工作,及与传统专业软件综合应用的计算机辅助可靠性设计分析软件系统。详细论述了该系统的功能和软件结构;软件支持的可靠性设计分析功能流程;与EDA、热分析等传统专业软件综合应用进行可靠性预计、FMEA等关键技术,及软件的特点。     

基于VI的动态数据采集系统设计

在对某产品的测试过程中,首先要对多路信号进行测试并实施采集.因此,设计以动态数据采集模块PXI-3369及前端调理适配设备SH-1212为硬件平台,以虚拟仪器软件Lab VIEW为运行平台,开发了拥有参数配置模块、状态检测模块、标定系统模块、数据采集与信号输出模块、校准系统模块、数据处理模块的系统软件.通过应用,证明了该系统具有实用性、先进性、经济性和可靠性的特点.     

基于龙芯处理器的系统移植方法和应用可行性研究

提出了基于龙芯计算模块的嵌入式操作系统移植和实现方法,实现了龙芯计算模块的操作系统加载、启动和驱动开发,并介绍了龙芯处理器的性能测试方法和测试结果,为龙芯国产处理器在航空电子领域的部署和应用可行性提供了一定的依据.     

FlowStar:国家数值风洞(NNW)工程非结构通用CFD软件

计算流体力学（CFD）仿真软件是流体相关的数学物理知识和工程实践经验的数字化表达,是工业数字化转型的重要助推。然而,大型工业CFD软件研发难度极高,需要同时兼顾功能多样、系统稳定、性能优越、交互友好等特征。依托国家数值风洞（NNW）工程,研发出一款通用流场模拟软件NNW-FlowStar,并在航空、航天等工业部门大力推广使用。软件基于非结构有限体积求解方法和大规模并行计算技术开发,结合现代化软件工程思维设计,具备先进的数值方法、高效的计算效率和友好的用户操作界面,可满足各类复杂外形的高效气动模拟。独特的重叠网格技术配合六自由度运动模块,可帮助实现武器分离、舱门定轴转动等各类气动-运动协同仿真需求。多类标模案例和复杂工程应用表明,FlowStar软件算法鲁棒、精度可靠,是一款高精度、高效率、高可靠性的通用CFD仿真软件。通过对软件的架构设计和功能应用进行介绍,使相关从业人员能更好地了解FlowStar软件,最终促进国产自主CFD软件生态的良性发展。     

一种远程维护发布系统的设计与实现

为了满足高密度测控任务需求,有效缩短软件维护发布周期,提高工作效率,加强任务软件的有效配置、管理及控制,提供海上测控软件远程支持,研究了一种海上测控软件远程维护发布系统,该系统可实现测控软件的统一维护发布、安装、使用和更新等远程管理。文章详细阐述了该系统的体系结构、C/S模式的软件组成（包括服务器端系统发布管理软件和客户端更新代理软件）、主要功能模块及客户端工作流程,分析阐述了该系统的安全机制等技术。     

ADSP-TS201S引导方式分析和动态重载设计

综合航空电子系统对其内部的各个功能模块提出了应用数据集中存储,实时重构等要求,具有动态重载功能的信号处理模块能极大提高系统的应用灵活性、可靠性和可维护性。为了适应这种需求,通过分析ADSP-TS201S处理器几种引导方式的原理和方法,提出了通过修改加载内核,并进行二次引导以实现动态加载的方案。该方案已结合ADSP-TS201S信号处理模块应用平台,在某处理机系统中获得了成功应用。     

基于自适应随机优化的连续阵风关键载荷预测

连续阵风载荷是构成民用飞机设计工况的主要载荷之一，在设计阶段，任意一轮的模型更新都涉及到上万种载荷工况的计算，然而其中仅个别工况构成载荷包线，需进行强度校核。为此发展了一套阵风关键载荷的快速识别方法。首先，采用二水平全因子（2LFF）采样获取得到初始计算工况，基于已计算得到的载荷值，结合多元自适应回归样条（MARS）建立一个可靠的代理模型；然后，在此基础上，开创性地应用自适应随机优化技术，实现对阵风关键工况及载荷的主动搜索；最后，以适航条款规定的侧向连续阵风载荷进行方法验证及参数影响研究。计算结果表明，本文建立的方法可以高效且准确地实现连续阵风关键载荷的预测，针对本文算例，关键载荷的预测值与基准值相比误差小于1%。     

基于新型积分自适应滑模控制策略的永磁同步电机控制

设计了一种永磁同步电机(PMSM)参数扰动和负载扰动的新型控制策略。通常PMSM控制是通过PI控制设计的,控制效果不佳,因此提出一种新型积分滑模控制(SMC)策略进行转速控制器设计。积分SMC具有较强的抗干扰性,不仅可以抑制控制系统的高频微分扰动,而且可以降低系统稳态误差,使控制更精确。设计趋近律函数对滑模控制器进行优化,使SMC参数自适应调节,提高系统响应速度。考虑到系统参数和负载扰动对控制性能的影响,将自抗扰环节引入SMC,提高了系统的抗扰性。最后通过仿真试验验证了控制系统良好的控制性能。     

Design and application of an Electric Tail Rotor Drive Control (ETRDC) for helicopters with performance tests

With the development of electric helicopters’ motor technology and the widespread use of electric drive rotors, more aircraft use electric rotors to provide thrust and directional control. For a helicopter tail rotor, the wake of the main rotor influences the tail rotor’s inflow and wake. In the procedure of controlling, crosswind will also cause changes to the tail disk load. This paper describes requirements and design principles of an electric motor drive and variable pitch tail rotor system. A particular spoke-type architecture of the motor is designed, and the performance of blades is analyzed by the CFD method. The demand for simplicity of moving parts and strict constraints on the weight of a helicopter makes the design of electrical and mechanical components challenging. Different solutions have been investigated to propose an effective alternative to the mechanical actuation system. A test platform is constructed which can collect the dynamic response of the thrust control. The enhancement of the response speed due to an individual motor speed control and variable-pitch system is validated.     

一种新型模糊自适应Kalman滤波器在组合导航中的应用

针对光纤陀螺捷联惯导(FOG SINS)/GPS组合导航系统实际工作环境中,由于系统噪声与量测噪声模型发生变化而带来的滤波器发散的问题,提出一种新型模糊自适应Kalman滤波器(FSHAKF).通过引入IMU精度因子与GPS水平精度因子,构造模糊推理系统(FIS),实时更新自适应参数,有效地解决了传统Sage-Husa自适应滤波器(SHAKF)估计模型不准确、系统噪声与量测噪声无法同时估计以及滤波器长时间易发散的问题.仿真实验表明,本文提出的FSHAKF算法相较于SHAKF算法,估计精度得到明显提高,且避免了滤波器的发散.     

分布式实时控制系统执行软件的研究与设计

 用“数据驱动”(Data-Driven)和“事件驱动”(Event-Driven)代替常规的“时间驱动”(Time-Driven)作为分布式实时控制系统执行软件的驱动机制,可以使系统中数据传输效率和系统的实时性都有较大的提高。本文所述的执行软件在这方面做了一些尝试,取得了较好的效果。     

金属橡胶冲击隔振系统试验研究

金属橡胶抗冲击隔振器利用干摩擦和弹性变形消耗冲击能量,实现缓冲减振的目的。本文针对某飞行器抗冲击隔振的需求,设计了金属橡胶抗冲击隔振器,并进行了冲击试验,结果表明最大加速度响应和冲击隔离系数随着冲击时间增加而加大,同时冲击隔离系数受冲击载荷的大小影响。在冲击载荷较小时冲击隔离系数随冲击载荷增加而减小,超过一定范围后,冲击隔离系数随着冲击载荷的增加而加大。     

车载高精度里程计辅助捷联惯性组合导航系统设计与实验

GPS导航系统虽然精度高、成本低,但易受到工作环境的限制。针对特殊应用环境(如煤矿)提出了一种可工作于复杂环境下的高精度里程计组合导航系统。经过分析、仿真、实验验证,结果表明在无GNSS信号的情况下,所设计的里程计组合导航系统可完成长时间(>1h)、长距离(300m)且高精度(相对误差仅为0.526%)的导航。     

无轴承异步电机的自抗扰控制策略

针对无轴承异步电机(BLIM)的逆系统解耦控制性能受负载和参数变化影响的问题,在转子磁链定向逆系统解耦控制的基础上,采用自抗扰控制器(ADRC)替换经典的PID控制器,将BLIM模型中的交叉耦合项、本体参数变化和负载视为“扰动”,统一用ADRC的扩张状态观测器(ESO)估测,非线性状态误差反馈控制器(NLSEF)进行补偿。仿真结果表明:采用了ADRC,系统具有较好的动态解耦控制性能;同时,对电机参数和负载变化具有更好的鲁棒性。     

基于ZUPT的新型月面导航处理方法

为了解决探测器在月面工作时惯性导航系统的误差累积问题,克服现有研究对环境敏感或是需要定期停止才能进行误差修复的短板,结合探测器的行驶行为,将探测器使用零速更新（ZUPT）原理修正误差的过程分解成了无ZUPT、完全ZUPT、水平动态ZUPT和垂向动态ZUPT 4种子模型的叠加,并分别推导了它们的系统矩阵和测量矩阵。针对月面导航系统提出了一种新型多模型零速更新（MMZUPT）算法。该算法应用多模型交互原理,允许多种更新模型同时工作,可以通过计算每个模型的权重在每个定位历元输出最优导航结果并约束误差。在精心挑选的受限环境中对月面导航进行了模拟实验,结果表明,所提MMZUPT方法无需频繁地主动停车以满足传统ZUPT使用边界就可以取得良好的效果,并且通过对包含错误的校准信号加以识别和利用可以获得更好的性能。