一种基于AADL的航空电子系统仿真和验证技术

飞机系统集成化程度的提高增加了对航空电子系统设计和分析的难度,同时也对安全性需求等系统特性的验证提出了更高的技术要求。对基于结构化分析和设计语言(AADL)的系统建模和仿真流程及相应的评估分析能力进行了介绍,并在基于AADL的航空电子系统建模框架下,提出基于AADL的航空电子系统仿真评估和验证方法,利用结构化分析和设计语言AADL构建航空电子系统典型子系统的正常模型和错误模型,并以此建立系统的扩展模型。在此基础上,利用形式化方法对系统模型进行描述并转化为Kripke结构。最后对系统模型进行模型仿真和特性验证,验证所构建的系统架构和设计逻辑是否符合系统设计特性需求。     

基于NuSMV的AADL模型形式化验证技术

结构分析描述语言(AADL)是一种描述任务关键嵌入式系统架构和行为的建模语言，在航空航天领域广泛被应用。为验证AADL模型的任务关键属性和系统行为的正确性，提出基于NuSMV(新符号模型检查器)的AADL模型形式化验证方法。首先，覆盖AADL模型的所有软件构件和行为特征，提出了AADL模型到NuSMV模型的映射规则和转换算法；其次，采用图同构方法分析了转换算法的正确性；然后，在NuSMV模型中采用时态逻辑公式对AADL模型中待验证属性进行描述，以验证AADL模型中安全性、活性和嵌套模态配置的正确性；最后，以飞行控制系统为例，详细阐释了基于NuSMV的AADL模型形式化验证方法，并给出验证属性的统计信息。     

面向航电系统容错特征的任务可靠性建模方法研究

基于AADL语言和GSPN模型面向DIMA系统开展任务可靠性建模研究,考虑系统的容错特征及其模式转移逻辑,建立AADL系统建模语言与GSPN模型的转化规则,进行系统可靠性定量分析,并以典型航电产品为例进行了方法应用和仿真。本文提出的方法和规则可实施性强,为存在重构或备份等容错技术的航电产品进行多模式转移 的系统任务可靠性建模提供参考。     

基于AADL的航空电子系统安全性分析

AADL是一种描述嵌入式实时系统的软硬件结构、安全性、可靠性等关键性能特性的重要手段,目前已广泛应用于基于ARINC653的综合化航电系统。安全性作为综合化航电系统的关键性能之一,已成为需要解决的重要问题。详细阐述了基于AADL的航空电子系统安全性分析的原理,并给出了一种可行的航空电子系统安全性分析的设计和实现方案,为航空电子系统安全性的设计提供了一种验证方法。     

基于AADL的多核体系设计与验证方法

通过建立模型来了解和预测多核体系的能力可有效避免在运用多核体系开发的后期出现返工的局面。为此,提出基于AADL的多核体系设计与验证方法。在使用AADL组件的前提下,基于AADL扩展属性集提出多核体系设计方法,基于AADL附件子语言提出多核体系验证方法。以腾锐D2000这一典型的通用8核处理器为实验对象,在开源建模环境OSATE中对所提出的基于AADL的多核体系设计与验证方法予以实验检验。实验结果表明所提出的基于AADL的多核体系设计与验证方法有效。     

基于AADL的航电系统建模技术

新一代航电系统的高度综合化,模块化,采用分布式结构,实现容错/重构等特点,对可靠性,可验证性提出更高的要求。较为全面的介绍了以AADL为基础的航电系统建模的技术,给出具体的实施方案和步骤,开发出结构分析与设计工具创建及管理模型,检查模型的完整性和正确性,并为安全性分析、可靠性分析以及可调度性分析等验证工具提供了良好的接口。     

多余度飞控计算机系统分级组合可靠性建模方法

系统可靠性是决定飞机飞控计算机系统(FCCS)体系结构选型的重要依据,可靠性建模技术(SRMT)是定量评价系统可靠性的关键。目前有可靠性框图(RBD)、故障树分析(FTA)、Markov随机过程和Petri网等多种系统可靠性建模方法,由于求解的途径不同,各种方法都具有优缺点。文章综合静态和动态系统可靠性建模方法特点,提出一种分类划分和分级组合的系统可靠性建模(HCRM)方法,并用该方法对Boe-ing777飞机非相似余度FCCS进行了可靠性建模。与传统方法比较,该方法将基于状态的可靠性建模方法和非状态可靠性建模方法进行组合,并基于系统静态和动态特性分级建模和求解,在一定程度上化解了复杂系统可靠性建模的复杂度和求解难度,使系统可靠性模型更加精细和符合实际系统。     

离散制造系统的初态验证与错误检测

离散制造系统要达到一定的生产目标。其初始资源、工件配置以及运行状态应满足一定条件．这些条件可以通过制造系统Ｐｅｔｒｉ网模型的初始标识、可达标识是否在一个可行集之中来分析验证。可行集是系统运行的不变量，标识离开可行集就产生一个错误．本文建立基于Ｐｅｔｒｉ网的动态规划算法，利用动态规划给出初态验证与错误检测的一个有效方法。     

机载设备可靠性统计试验方案研究

基于GJB 899A-2009规定的统计方案和机载设备小批量的特点,提出了内外场试验结合的定时截尾统计试验方法。并通过蒙特卡洛仿真,验证了内场可靠性统计试验点设置的合理性,解决了内外场分界点的设置问题。该试验方案可缩短某机载设备可靠性鉴定试验的时间,减少试验费用,为其他机载设备可靠性鉴定试验提供参考。     

基于OPN和UML的导航装备维修建模方法研究

探讨了一种基于面向对象Petri网与UML模型的系统层次建模方法,结合UML和Petri网分析方法的各自优势,首先利用面向对象Petri网模型描述和分析地面导航装备维修保障系统的动态特性,然后按照一定的映射算法将Petri网模型转化成UML模型的状态图和顺序图,描述地面导航装备维修系统组织结构和系统的静态特征。最后验证了这种方法在地面导航装备维修保障系统建模应用中的实效性、科学性。     

基于ARINC429总线的 某型机载设备便携式检测设备

针对特定某种机载设备ARINC429总线通信状态的监测需求,设计了一种便携式检测设备。为了减小体积与重量,达到设计目标要求,该系统以PC/104嵌入式工业控制计算机结合ZHHK429-PC104-Plus429通信板卡为核心实现。文章描述了系统硬件的组成及原理,分析了软件结构及板卡的初始化、总线数据接收及发送的方法。经测试,该系统实时性好,可靠性高,可有效满足特定机载设备的状态监测及维护的需要。     

某型发电机模拟源的设计与应用

介绍了一种基于ICL8038芯片的飞行器发电机模拟源设计方法,该模拟源可模拟飞行器发动机开车时发电机和永磁机产生的交流电,且电压和频率可调,解决了飞行器在地面无须发动机开车即可对电子设备实施自检测所需的电源问题,可作为飞行器发动机启动系统和其他机载电子设备原位检测系统的电源。     

面向未来飞机的机载网络存储系统研究

根据未来飞机航电系统的拓扑结构以及机载各类数据特征,提出了一种高性能、高吞吐量和高可靠性的机载网络存储系统设计方法,从而满足了未来飞机对高性能存储系统的需求,允许机载各个设备客户端对服务器进行透明的文件访问,实现了跨平台的数据共享,为网络存储系统关键技术在航空产品上的进一步应用提供了技术基础。     

新一代直升机的飞行试验机载测量系统

本文主要介绍满足新一代直升机科研飞行试验要求的机载测量系统,内容包括测量系统组成和特点,该测量系统改变了传统的模拟信号集中采集、记录方式,采用可编程的分布式模块化数字测量系统,采集位于直升机各个部位的测量信号,如旋翼系统、尾桨系统、机身的应变载荷、振动、位移、温度等以及其它模拟信号、数字总线等,编码后的 PCM 数据流合并记录于机载数字记录仪,同时可挑选数据实时遥测。也简要介绍了部分配套使用的传感器和设备。     

基于某机载视频部件智能检测系统的设计与实现

检测系统是检测产品功能、性能以及产品是否能满足用户需求的重要测试工具,机载计算机技术指标的测试从准确度、覆盖率以及稳定性、可靠性方面对其检测系统提出了更高要求。原始的视频信号检测需使用视频图像和测量工具相结合的方法进行,不易于故障定位及维修。主要阐述了基于某机载视频部件的智能检测系统的设计和实现,突破了原始的视频信号检测方法,检测系统通过对5种不同格式的视频信号进行自动检测,显示出详细全面的测试信息,实现了检测系统对被测件的智能检测,使得检测系统的故障覆盖率、准确度得到保证。该检测系统已成功运用于某机载视频部件,且性能稳定可靠,同样适用于其它机载设备中同类产品的检测。     

机载设备适航符合性验证电磁环境的构建方法研究

构建机载设备适航符合性验证所需的电磁环境是开展机载设备适航性工作的重要基础条件。分析了适航规章所推荐技术标准DO160E的电磁环境要求,给出了电磁环境模拟的四种基本方法及其构建对象和构建要素,重点研究了数字仿真环境的构建方法,为构建机载设备适航符合性验证电磁环境、开展机载设备适航符合性验证技术研究奠定了基础。     

航空电子系统综合技术分析

系统综合是指将机载电子设备综合成以作战、飞行功能为核心的统一控制、管理和显示的系统,这样可以提高系统自动化和智能化的程度,最大限度的发挥载机的战斗效能。本文对系统综合模式、设计方法、作战效能、故障诊断等诸方面进行了论述,并介绍了航电系统的综合试验和试飞评定系统的软件功能。     

发动机振动诊断及振源分析法

近几年来,现役某小型战斗机已有十多架次因飞行员反映空中振动大而停飞。由于没有空测手段,无法作出确切判断,致使有的飞机停飞长达一年之久,直接影响部队飞行训练。为此,研制了“机载振动数据采集系统”及“地面分析设备”和提出了空中振动大的故障诊断及振源分析方法与诊断程序。(1)为研究解决空中振动大的故障提供检测手段、定量数据和分析方法;(2)为处理因反映空中振动大而停飞问题提供科学依据;(3)对保证飞行安全和提高飞机良好率有直接作用;(4)可推广到其它现役机种的振动监控和振动诊断,也可应用于新机试飞,以便评定空中振动品质。