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。     

分布式舵面电液伺服加载系统的设计与实现

介绍了舵面电液伺服加载系统的工作原理,搭建了分布式舵面电液伺服加载系统的总体框架,对该方案的技术特色进行了说明,并进一步探讨了电液伺服加载系统设计要点和难点,根据实际的数据结果和使用经验分析了加载系统的静态精度和动态响应的指标。     

结构试验加载系统配重的优化设计方法

针对结构试验设计中配重问题,利用计算机软件技术,研究了如何描述试验加载系统以及系统配重方案设计的实现方法.采用二叉树森林数据结构来描述结构试验的杠杆加载系统,使得杠杆加载系统的配重方案自动化设计成为可能,在此基础之上对加载系统配重方案的优化设计方法进行了研究.通过本文的工作,设计人员可准确而有效地完成整套杠杆系统配重方案的设计,杠杆加载系统配重方案设计变得非常快速、方便,设计效率与精度较传统设计有了极大的提高.     

飞行仿真加载控制系统的研究和应用

本文对飞行仿真加载、配平控制系统的技术要求、方案选择作了分析,重点阐述了驾驶杆俯仰加载、配平控制系统的基本结构、工作过程及融合设计计算,并对该系统的发展方案作了探索。     

基于地板结构的机身双层双向加载技术

以民机结构试验机身垂向加载方式为研究对象,分析对比了3种加载方案（蒙皮胶布带加载、客舱地板单层加载、客舱和货舱双层地板结构加载）。结果表明双层地板结构加载方案能够更真实地模拟机身框结构内力分布,更适合作为全机结构试验机身加载方案。在此基础上提出了基于地板结构的机身双层双向加载技术。通过开发一种机身载荷施加策略及配套的加载装置设计技术,解决了固定杠杆比加载系统实现不同工况机身有效加载的问题,并通过全尺寸模拟试验,证明加载装置末端节点载荷分配误差小于1%,加载装置设计满足试验使用要求。该技术被成功应用于某型在研飞机全机静强度适航验证试验,提高了试验质量与效率,并可为同类试验提供技术参考。     

铁鸟试验加载系统的研究

本文的研究是结合某型号飞机铁鸟试验加载系统进行的。首先在理论推导的基础上，给出了加载系统的数学模型和方块图－－参《成飞情报》９５－３期“动加载系统的建模”一文。这里介绍在加载系统的数学柑攻数字仿真的基础上，确定计算机控制系统的补偿器及控制律。最后设计了计算机控制系统软硬件，着重探讨了两种动态显示方案。     

IMA平台重构中的人素和安全性研究

综合模块化航空电子(IMA)是一种建立在分布式计算环境之下的可以实现软硬件分离的架构,它可实现硬件模块应用的动态软件分配。即,IMA系统可以根据功能性和资源可用性来选择不同的配置。本文主要关注了IMA重构中涉及到的安全性及人素问题。解析了重构的过程以及人素与自动化方面的技术。事实证明,某些情况下安全有效的配置需要具备故障识别、安全要求、任务调度及资源分配限制以外的知识。并且平台的安全性设计还取决于人机系统是否实现了最佳结合。     

面向IMA平台动态重构的应用状态管理设计

IMA平台的应用层动态重构技术,允许平台以最小的余量设计保证功能增长,大幅度提高了平台的灵活性,同时也使得系统的分区管理复杂,资源重构困难。针对IMA平台动态重构时,应用任务状态出现断层不连续的问题,提出了一种分区应用状态管理方法设计,以避免应用功能因此而失效。设计提出在周期任务中预设应用状态提取断点,采用异地存储的设计,在断点处将任务状态数据异地备份;应用重构后,取回任务状态数据,将应用任务状态恢复到状态迁移前的状态。设计易于实现,提高了航空电子系统应用动态重构的可靠性。     

C919飞机全机静力试验技术

介绍了C919大型客机全机静力试验的目的及任务需求，分析了试验特点和难点。从试验飞机支持、试验加载及控制、试验测量及监控、损伤检测及状态监测等方面制定了总体技术实现方案，验证结果表明试验系统可靠，技术实现方案满足任务要求。试验中采用了多项创新技术：试验综合加载平台设计技术优化了多系统集成，加快了试验准备速度，降低了试验准备风险；约束点误差转移控制技术将约束部位误差转移至非重点考核部位，提高了关键考核区域试验精度；机身双层地板双向加载技术优化了机身加载及扣重设计，改善了局部载荷的加载精度。技术成果为后续型号试验提供了较高参考价值。     

被动式加载系统多余力的产生机理及其消除方法的研究

分析了被动式加载系统的工作特点；详细推导了被动式加载系统多余力的数学模型；探讨克服被动式加载系统多余力、提高加载精度的方法，为研制高性能的被动式加载系统提供理论依据。     

综合模块化航空电子系统标准分析及发展展望

从综合模块化航空电子系统的应用出发,分析重点标准,对未来航电标准进行了展望。     

分布式航电系统探讨与分析

航电系统作为飞机的"大脑"和"神经中枢",主要完成与飞行任务相关的功能,在机载系统中占有重要地位。探讨了航电系统从分离式结构到联合式结构再到现在普遍应用的IMA结构的发展历程;分析了分布式航电系统发展到现今阶段所应用的关键技术,如维护技术、网络、操作系统、中间件、系统开发方法及支撑工具等;展望了分布式航电系统的发展趋势:它将会进一步提高综合化程度,引入人工智能、模式识别及传感器系统综合等高端技术,向着跨平台、智能化、网络化的方向发展。     

某民用飞机显示系统仿真器的设计与实现

航电系统仿真平台以其灵活方便和低成本特点,支持综合航电系统的预先研究、方案设计、详细设计、系统综合,成为综合航电系统研制过程中不可或缺的设计手段。给出了IMA系统仿真平台显示系统仿真器的详细的设计和实现方案,首先介绍了IMA系统仿真平台的组成,接着介绍了显示系统仿真器的组成架构,并对显示系统仿真器的硬件配置、航电网络配置、人机交互界面和逻辑处理进行了详细的介绍。最后经过IMA系统仿真试验样件验收测试程序的测试,验证了显示系统仿真器满足验收测试程序的各项功能和性能要求,满足了该型号显示系统仿真器的试验要求。     

民用飞机IMA系统研制保证等级分配的研究

当今的民用飞机普遍使用综合模块化航电(IMA)系统,使飞机上出现了大量的相似设计和资源共享的情况,这为控制研制过程中引入的差错带来了许多挑战.以适航取证为目标,为将研制差错控制在可接受范围内,按照ARP-4754A提供的指导原则,对民用飞机综合模块化航电系统的研制保证等级分配方法和过程进行了分析,得到了适用于民用飞机综合模块化航电系统研制保证等级分配的3点指导原则.为使用综合模块化航电系统的民用飞机的研制差错控制提供了有价值的指导和经验,也为综合模块化航电系统平台的研制提供了有益参考.     

基于改进Q学习的IMA系统重构蓝图生成方法

重构蓝图定义了故障状态下系统软硬件资源的重新配置方案,是实现综合模块化航空电子系统重构容错的关键。提出了一种基于改进Q学习的重构蓝图生成方法,综合考虑负载均衡、重构影响、重构时间、重构降级等多优化目标,并应用模拟退火框架改进探索策略,提高了传统Q学习算法的收敛性能。实验结果表明,与模拟退火算法、差分进化算法、传统Q学习算法相比,本文提出的改进Q学习算法效率更高,所生成重构蓝图质量更高。     

基于联合k/n(G)模型的DIMA系统可靠性建模与分析

针对分布式综合模块化航空电子（DIMA）系统的动态重构特性,分析了动态重构策略及重构过程,构建了面向DIMA系统的联合k/n（G）可靠性模型。以驻留于DIMA系统的综合显示功能为例进行了实验分析,讨论了系统重构过程可靠度与时间变化关系,给出了利用一般k/n（G）可靠性模型建模的可靠度变化曲线,通过对比分析验证了联合k/n（G）模型的适用性和合理性;通过参数敏感性分析,观察不同模块配置参数对系统可靠度的影响,得出相关结论,为提高DIMA系统动态重构过程的可靠性和优化资源配置提供指导。     

Hybrid partition- and network-level scheduling design for distributed integrated modular avionics systems

Distributed Integrated Modular Avionics (DIMA) develops from Integrated Modular Avionics (IMA) and realizes distributed integration of multiple sub-function areas. Time-triggered network provides effective support for time synchronization and information coordination in DIMA systems. However, inconsistency between processing resources and communication network destroys the time determinism benefiting from partitions and time-triggered mechanism. To ensure such time determinism and achieve guaranteed real-time performance, system design should collectively provide a global communication scheme for messages in network domain and a corresponding execution scheme for partitions in processing domain. This paper firstly establishes a general DIMA model which coordinates partitioned processing and time-triggered communication, and then proposes a hybrid scheduling algorithm using Mixed Integer Programming to produce feasible system schemes. Furthermore, incrementally integrating new functions causes upgrades or reconfigurations of DIMA systems and will generate integration cost. To control such cost, this paper further develops an optimization algorithm based on Maximum Satisfiability Problem and guarantees that the scheduling design for upgraded DIMA systems inherit their original schemes as much as possible. Finally, two typical cases, including a simple fully connected DIMA system case and an industrial DIMA system case, are constructed to illustrate our DIMA model and validate the effectiveness of our hybrid scheduling algorithms.     

综合模块化航电系统时间管理技术

综合模块化航电系统(IMA)为有效协调各子系统以及子系统内各任务的协作关系,对系统的时间同步精度提出了很高的要求。在分析网络常用的时间同步协议的基础上,提出了一种适合IMA系统时间同步的时间管理技术。该技术实现相对简单且比较经济,基本上能满足新一代IMA系统的时间同步精度要求。     

ARINC659总线验证平台节点设计与实现

ARINC659背板总线是综合化模块化航空电子系统（IMA）中在线可更换模块（LRM）之间的数字数据传送标准。在所构建的ARINC659总线验证平台中,对ARINC659总线节点的设计和实现进行了深入研究,并给出了测试结果。