一个紧凑的实时多任务操作系统的设计

本文介绍一个为机器人视觉跟踪系统而设计、开发的软件核心。它是一个紧凑的多任务、多中断实对操作系统,能抗行作业调度、中断和陷阱处理以及其它系统操作。系统里还包括对机器人的驱动软件、控制命令翻译程序及两个子系统间的通信程序。采用模块化设计并用汇编语言编写,因此效率高,易于扩充与修改。核心部分的设计方法具有普遍的意义,并可左此基础上扩展与开发出适宜于数据采集、处理和过程控制等广泛的实时多任务工作环境。     

一种面向节能的星载实时任务动态调度算法研究

星载嵌入式操作系统性能和任务能耗之间的平衡非常重要,采用合理的处理器和电压分配策略是一个重要手段。提出一系列基于计算概率的建模方法,用来解决星载实时嵌入式系统中对于具有数据依赖的非周期性任务的处理器和电压分配相关问题,并且能够确保所有的任务都能在时间约束下执行。首先设计一个处理器调度算法,将任务的有向无环图(DAG)映射到一组可变电压处理器上,然后使用动态编程算法为每个任务分配合适的电压。通过带有重启的局部搜索策略从候选解集中获取最优解,以解决局部最优陷阱问题。通过实验说明,所提出的算法与其他算法相比,在所有时间约束下具有更好的能效。     

用于OBDH中的实时多任务操作系统设计

参照欧空局的软件工程规范，研制了为星上数据管理任务服务的实时多任务操作系统ＲＴ８６，它的硬件环境是两个互为冷备份的主控单元（ＭＣＵ），通过１５５３Ｂ串行数据总线与多个远置单元（ＲＴＵ）联接，完成 遥测、遥控及星上多项数据库管理任务。本文介绍了其设计要点，完成星上遥测、遥控及星上多项数据库管理任务。本文介绍了其设计要点，做到了系统设计思路简单清晰，程序于修改维护，可靠性高，它为星上应用软件开发提供了     

用于OBDH中的实时多任务操作系统设计

参照欧空局的软件工程规范,研制了为星上数据管理任务服务的实时多任务操作系统RT86,它的硬件环境是两个互为冷备份的主控单元(MCU),通过1553B串行数据总线与多个远置单元(RTU)联接,完成星上遥测、遥控及星上多项数据库管理任务。本文介绍了其设计要点,做到了系统设计思路简单清晰,程序易于修改维护,可靠性高,它为星上应用软件开发提供了通用设计平台。     

一种实用的简易实时多任务操作系统(ROS)的设计

本文提出了一种办公自动化用的IBM-PC及国产0520系列16位微机强化为工业过程控制主机的设计途径。着重叙述了这个设计过程的核心问题“简易实时多任务操作系统(ROS)的设计。”其中在容错能力、系统进程监视、联网信道接口等方面都有一些创新,具有较高的实用价值。     

基于Jetson TX2处理器的星载操作系统设计与验证

面向高可靠、高性能、生态优良、自主可控的星载操作系统需求,文章基于英伟达人工智能升级版(Jetson TX2)处理器对Linux操作系统进行了空间环境下可靠启动、高速数据传输、智能应用框架的改进设计。在可靠启动方面,设计了Linux内核和文件系统4份冗余结构,实现了操作系统的可靠启动和数据自主恢复策略。在高速数据传输方面,开展了高速串行传输接口(PCIE)数据传输的双缓冲区设计,改进了高速接口数据的传输性能。在好用易用方面,设计了智能应用管理框架,实现了App上注及App全生命周期管理模式。经过在Jetson TX2硬件平台测试验证,结果表明：改进后的星载操作系统支持内核、文件系统故障情况的可靠启动及主动恢复,PCIE高速数据传输速率大幅提升,智能应用管理支持128种不同功能App上注及加载运行,可为天基高速计算系统应用设计提供参考。     

基于遥测遥控包应用标准的星载状态实时监测系统设计

为解决我国卫星星载健康状态监测中存在用户需求不统一、软件代码复用率低和监视规则修改不灵活等问题,文章研究了遥测遥控包应用标准(PUS)中相关的星载监视业务、事件报告业务和事件动作业务,分析了其间的关联关系,并基于PUS标准设计了一套在轨实时状态监测系统。该系统利用实时的遥测数据和星上状态监视规则完成卫星健康监测,具有较强的灵活性和通用性,并已在某原理样机中得到实现。此系统可为后续型号星载健康管理功能设计与实现提供参考。     

支持多核处理器的星载分区操作系统设计

针对星载处理器由单核向多核发展的趋势和当前没有针对航天应用的星载多核操作系统、卫星无法发挥多核处理器性能优势的问题,文章研究了适用于航天任务的星载多核分区操作系统。设计了一种支持多核处理器的星载操作系统结构,采用多核处理器动态调度和静态调度相结合的方法,实现了星载多核处理器高效实时调度与确定性调度。通过分区管理设计,实现分区间隔离与保护,避免软件问题扩散影响其他功能。该系统还具有支持星载应用(APP)动态加载、通过软件构件技术实现星载应用快速组装与集成的特点,可为航天任务应用多核处理器提供安全可靠的软件运行平台,满足未来航天新型任务和多核处理器的需求。     

星载计算机系统瞬态过载不精确容错调度算法研究

卫星在空间作业时经常需要容错处理大量复杂的任务,这将导致过载现象的发生,星载计算机系统将不能在期限内调度它们而产生调度失败。基于这种情况,提出了星载计算机系统瞬态过载不精确容错调度算法(OLIFTSA)。它采用不精确调度思想来完成过载情况下的调度,最终取得最大的调度精度。另外,提出星载计算机系统可靠性代价概念,它能量化容错调度所产生的开销,从而使本算法容错调度代价最小。仿真实验表明:OLIFT-SA算法可以在瞬态过载时,以最小的容错开销获得最大的任务执行精度。     

通用机实时仿真软件平台

仿真软件平台是介于操作系统和用户仿真试验程序之间的一层系统软件。在本文中作了介绍。一个通用实时仿真工作站的软件平台，包括体系结构、功能、语言特性等和主控程序。     

卫星控制系统地面实时故障诊断专家系统SCRDES

本文介绍一个可用于卫星地面检测及卫星飞行状态地面监测的实时故障诊断专家系统SCRDES。该系统以卫星姿态控制系统为对象,总结了原理性、结构性知识和专家经验型知识,采用深、浅层知识的混合模型,引入特征量及其动态属性的概念,有效地表达了闭环系统动态特征;采用数据处理与知识处理并行工作的系统结构,实现了在线实时故障诊断。SCRDES是AI和ES技术在航天领域及动态过程领域中应用的新探索。     

卫星总体优化设计研究

结合传统卫星总体设计思想和现代优化方法，对卫星总体优化设计的概念、研究内容进行了分析，并且提出了卫星总体优化设计流程，即：首先将用户提出的任务目标转化成任务要求，进而进行总体方案类型优选。然后在此基础上进行总体参数优化设计，最后形成满足用户任务目标和任务要求的最佳总体方案设计文件。     

卫星姿控仿真系统中的力矩传感器

在卫星姿态控制半物理仿真系统中 ,执行机构飞轮的输出力矩多采用通过对飞轮转速度化的计算来获得。本文提出一种基于力反馈原理的力矩传感器 ,用它对飞轮输出力矩测量 ,其性能指标明显优于上述方法。从有关实验结果看 ,一个精度高于 0 0 0 0 5N·M的力矩传感器是完全可以实现的     

卫星产品保证体系模糊综合评价模型

为了阐述产品保证体系的概念和思想，建立了产品保证体系的模型。为评价卫星产品保证体系对卫星产品质量保证情况，应用模糊综合评判原理建立卫星产品保证体系模糊综合评价模型。运用该产品保证体系模糊综合评判模型对某一具体卫星型号的产品保证情况进行了评价，并对计算结果进行了分析。计算结果与实际情况的一致性较好，证明了该模型及评价方法的可靠性和有效性。     

考虑任务聚类的多星观测分阶段调度方法研究

单个轨道圈次内星上能量和侧摆次数有限,在卫星观测调度时考虑任务聚类可以提高观测效率。分析了满足用户分辨率需求下多任务聚类的约束条件,并对聚类任务的时间窗口和侧摆角度进行了合理优化。提出了先聚类后调度再修复的分阶段求解策略:首先用团划分聚类算法和启发式插入聚类算法把多星多轨道圈次观测调度问题转化为单星单轨道圈次观测调度问题,然后采用基于时间序无圈有向图的多准则优化卫星调度方法求解单星单轨道圈次调度问题,最后提出一种修复策略进一步优化调度结果。案例仿真表明,提出的方法可行,能够提高卫星的观测效率。     

卫星在空间科学和军事侦察方面的应用

卫星应用在开发太空资源方面已取得丰硕成果,文中从卫星空间环境探测、卫星天文观察和卫星侦察监视三个角度论述了卫星在空间科学和军事侦察方面的应用。     

测速定轨的实时算法

基于弹道参数的样条表示理论，本文提出了雷达目标的测速定轨实时算法。算法的关键是通过弹道表示系数的递推计算，由预测量与实际测量量的差别来计算样条系数和确定样条节点。在已有的弹道样条表示基础上，下一时刻的弹道计算有三种情况：用预测值、局部调整校条系数和增加样条节点，给出了在实时计算中采用哪种计算的准则。     

绳系卫星系统中的周期运动

在椭圆轨道上飞行的绳系卫星系统的重要特征是系绳的方向角具有周期性运动，称为驻环。不稳定的驻环导致全系统的不稳定性。本文给出系统运动的数学模型、距离速率控制方法、求解驻环的数值迭代算法、驻环的稳定性和吸引域以及控制参数平面上驻环存在的区界和计算机仿真结果     

光学遥感卫星总体参数优化设计概念研究

结合传统卫星总体设计和现代优化设计方法 ,提出卫星总体优化设计流程。首先明确任务目标和任务要求 ,然后用模糊多目标优选方法进行总体方案类型优选 ,最后确定了卫星总体参数优化设计的设计变量、约束条件和目标函数 ,并且建立起成本、性能、费效比、可靠性和多目标的优化模型。最后 ,对四个单目标优化和多目标优化的结果进行了比较