PCS7-400H冗余控制在KM6水平舱中的应用

为满足载人航天人-舱-服出舱活动试验任务的需要,提高系统的可靠性,KM6载人航天器空间环境模拟设备的水平舱测控系统采用SIMATIC PCS7冗余集散控制系统的方式,对所有关键环节包括控制计算机、CPU、电源、网络、I/O模块等都进行了冗余备份。文章较详细地介绍了PCS7-400H冗余功能在测控系统中的实现及测量原理,并在KM6水平舱中的实际运用中,大大地增加了系统运行的可靠性和稳定性。     

一种基于Serial RapidIO标准协议的高速交换技术

为解决空间信息系统在大数据吞吐场景下传输带宽有限、架构互联性较差的问题,文章分析Serial RapidIO (SRIO)高速串行总线交换技术特点,结合SpaceVPX架构研究一种交换阵列,以此为基础构建了SRIO交换模块,并基于IBIS-AMI模型验证了信号完整性,开展SRIO交换技术验证,单端口速率可达20Gbps,理论吞吐率为440Gbps,可广泛应用于高速网络化信息系统。     

微小卫星星务计算机系统的容错控制策略研究

微小卫星系统是一个可靠性要求很高的系统,需要由具有容错能力的星载计算机来控制。针对微小卫星重量、体积、功耗的限制,提出了一种微小卫星的星务计算机系统的可靠性设计方案,设计中采用双模冗余方案搭建系统的容错结构,并根据卫星的运行要求提出了适用于微小卫星的温备份方式容错控制策略,介绍了一些用于支持温备份方式容错控制策略的关键技术。通过分析在微小卫星设计中的适用情况,温备份策略从硬件开销和时间开销两个方面都有利于卫星的设计。在立体测绘微小卫星“试验卫星一号”的星务计算机系统中的应用表明,提出的可靠性设计方案能够提高小卫星的可靠性、安全性以及实时性。     

新一代运载火箭推进剂贮箱的冗余氦气增压系统

介绍了新一代运载火箭推进剂贮箱的冗余氦气增压系统组成和工作原理。分析了增压系统几种一度故障模式下的冗余功能。地面试验验证结果表明:该增压系统采用互为备份的增压主路和副路,副路是主路的完全冗余,有一度故障的容错能力,同时降低了对增压系统中减压阀性能的要求,减少了减压阀的设计难度,提高了氦气增压系统的可靠性。     

微小卫星测控数传功能冗余设计与软件实现

讨论了一种USB发射机和数传发射机功能上互为备份的冗余设计,提高了测控数传功能的可靠性,为卫星工程的备份冗余设计提供了一个新的思路,该设计通过星载软件状态切换的方法实现。该方法已成功应用于某卫星测控数传模块的设计。
     

快速响应卫星可靠性保证技术研究

对快速响应卫星可靠性保证技术进行了研究。根据快速响应卫星的产品长期贮存、冗余备份减少、力学环境恶劣等特点,分析了单机和卫星贮存可靠性,识别了影响整星可靠性的薄弱环节,提出了结构本体改进、单机设计加强和光学组件减振等抗力学环境设计措施。     

对地观测卫星星上数据管理系统的功能与设计

本文根据新型对地观测卫星的任务特点,从总体上提出了星上数据管理(OBDH)系统的功能要求及设计概要。文中首先对DBDH的遥测、遥控、星上管理控制等功能以及系统的组成作了描述,并确定了OBDH与其它系统的接口规范。最后在系统的可靠性设计中除了采用冗余、某些抗软故障等措施来满足可靠性指标外,还考虑了备份基本测控系统的设想。     

卫星星座地面供配电测试系统研制

卫星地面供配电测试系统是卫星综合测试系统中的重要分系统之一。文章介绍了一套自行开发研制的卫星星座模式下的地面供配电测试系统,该系统主要由地面电源、PLC通用供配电测试设备、工业控制计算机、卫星等效器、DC/DC主备份切换测试设备等构成;其中通用供配电测试设备采用了组态技术,基于PROFIBUS、PLC、STEP 7和WinCC等进行开发,实现了实时显示、控制输出、报警记录、数据归档、冗余备份等功能,可靠性和可扩展性程度高,为设备的模块化、通用化和系列化提供了一个有效的途径,满足了卫星星座综合测试的需要。     

雷达终端系统的冗余设计方法

冗余设计是提高雷达终端系统任务可靠性的一个重要方法和手段。本文简介论述了终端系统的冗余设计原理，并对终端系统冗余设计的可靠性进行了分析，从系统华中地区管理模块、显示原理、系统软件设计及BIT（Built in Test）设计方面介绍了系统冗余的实现方法。     

PLC在发射控制系统中的可靠性应用研究

基于PLC(可编程逻辑控制器)的发射控制系统冗余技术在运载火箭地面测试发射控制系统中有着广泛的应用。现有运载火箭大多采用并联PLC发射控制方式来提高发射的可靠性,在实际发射中取得了一定的成功。但此方式本身存在着一定影响可靠性的潜在问题,一些问题会导致发射的推迟。本文从现有PLC发射控制系统存在的问题入手,提出几种替代的冗余架构解决方案,以可靠度计算数学模型为基础,对各种冗余方式进行可靠性和系统平均寿命的评估与分析,得出可靠性与系统平均寿命综合结果最优的冗余系统架构,对PLC在运载火箭发射控制系统中的应用具有指导意义。     

热备份冗余二次电源中的“备压主”工作模式研究

文章列举了航天器二次电源中常用的冗余设计方式,并针对某航天器热备份冗余二次电源在轨出现的“备压主”现象进行了详细分析,说明了其产生的机理,并通过多个产品的地面试验进行了验证和分析,对热备份冗余二次电源的工作模式有了进一步的认知,指出“备压主”是这种冗余设计方式的一种特定工作模式,而非产品故障。     

基于三机冷备份的遥感器计算机系统冗余设计

文章对当前比较流行的计算机冗余模型进行了分析和比较,制定出了三机冷备份的冗余计算机结构,并对关键电路进行了设计。     

一种星载计算机操作系统容错引导算法研究

将软件冗余备份与SPARC V8构架芯片EDAC相结合,提出了一种新型星载计算机操作系统容错引导算法。该算法首先在EEPROM中备份三份操作系统文件,星载机上电或复位后,利用硬件EDAC功能对引导的操作系统文件进行错误检测及纠错,当检测主操作系统文件错误并且无法纠错时,则屏蔽错误操作系统文件自动引导备份操作系统文件,星载机仍可正常启动。与目前采用的硬件编码容错技术及软件冗余容错算法相比,该算法在有效降低硬件成本和软件消耗的同时,实现了对操作系统文件的检错纠错及错误屏蔽功能,提高了操作系统数据的可靠性。该算法可以为星载机容错设计提供参考。     

基于三机冷备份的遥感器计算机系统冗余设计

文章对当前比较流行的计算机冗余模型进行了分析和比较，制定出了三机冷备份的冗余计算机结构，并对关键电路进行了设计。     

高速SpaceWire协议IP的可靠性增强方法

针对航天高速SpaceWire总线系统对协议IP的高可靠性要求,提出一种用于静态随机访问存储器(SRAM)型现场可编辑逻辑门阵列(FPGA)的增强三模冗余(TMR)方法。该方法对传统三模冗余和部分三模冗余做了改进,将需要进行三模冗余的原设计分为一般单元集和可靠性薄弱的关键单元集,对一般单元集中的每个单元做三模冗余,对关键单元集中的每个单元做顺序四模冗余。给出了顺序四模冗余的可靠度计算式和表决器的布尔表达式。建立了系统可靠性的马尔科夫模型并基于模型开展了可靠性仿真。仿真结果表明增强三模冗余系统的可靠性不仅明显优于传统三模冗余系统,而且优于部分三模冗余系统,使系统可靠性得到有效提高。     

某航天着陆试验场网络传输系统设计与实现

航天着陆试验场需要进行控制指令、回令、测量数据、音视频信息的传输。设计双冗余传输网络,在层次结构上分为接入层和核心层,各层部署互为热备份的冗余网络设备,各层之间通过冗余路径连接,从而消除由单点故障引起的通信中断;根据不同类型的接入主机,划分不同的虚拟子网(VLAN),在链路层隔离不同种类信息的互扰,同时有效阻止广播风暴;在传输层采用IP交换机制,实现不同VLAN之间的信息交换。对于控制指令与回令,采用具有可靠保证的TCP协议进行传输;对于大量的测量数据和音视频信息,采用快捷的UDP组播协议进行传输。实践证明,网络传输系统完全能够满足试验场各类信息的安全、可靠、实时传输。     

冗余配置捷联惯性导航系统可靠性分析

采用容错技术提高导航系统的可靠性是现代导航技术主要发展方向之一，采用冗余敏感器配置的捷联惯导系统具有成本低、重量轻和可靠性高等优点。利用马尔可夫模型对四余度双轴冗余惯性敏感器配置的导航组件的可靠性进行建模，对敏感器质量、故障检测和故障隔离的误差（包括误警率、漏检率和故障隔离率等）、系统任务时间和系统其它部件的故障概率等因素对导航系统可靠性的影响进行了分析和比较。     

多模异构冗余软件系统同步技术研究

航天控制领域普遍采用冗余方案进行系统设计,相应软件系统也存在冗余。本文对三冗余软件之间、三冗余软件与不冗余软件之间以及三冗余软件与热备份软件之间实时同步控制策略进行研究,通过分析数据、信号的同步性和一致性,找出造成多模异构冗余软件系统不同步的时机、方式等影响因素,在此基础上给出了消除这些因素的软件设计方法,提出了确保冗余软件系统数据同步和一致的延时等待、交互表决、串行操作以及记忆重发同步控制策略。     

三机二冗余的实时嵌入式容错系统研究

在三机构成的冗余控制系统中,表决量及其表决器设计最为复杂,直接关系系统运行的可靠性.本文提出一种采用将三机中的一机作为表决器对另两机进行旁路表决和输出切换控制的冗余系统,可简化表决器的设计.同时消除系统中的单点故障模式,可应用于高可靠的实时嵌入式控制系统设计中.     

广播卫星可靠性的几个问题

本文介绍了广播卫星大功率行波管及其电源装置可靠性的一些情况;进行了行波管放大器冗余方案分析;简述了远地点发动机和展开机构可靠性等关键性困难;最后讨论了控制系统和喷气推进系统的可靠性。