机载UMS分布式容错计算机系统设计

综合控制管理是机载机电设备发展的趋势.针对航空机电设备综合控制管理预研项目,利用分布式容错技术、高可靠航空电子总线技术和嵌入式实时多任务操作系统应用技术,设计并实现了一个分布式容错计算机系统.讨论了系统的工作特点、系统结构、通信网络、冗余管理和实时容错分布执行软件.      

RTEMS操作系统应用开发环境的设计与实现

在嵌入式应用开发中,实时操作系统越来越重要,其开发环境的优劣也成为评价的标准.RTEMS是一个开放源代码的实时嵌入式操作系统.通过建立交叉编译环境、实现远程下载、远程调试以及工程化管理和裁剪,完成了一个具有友好可视化用户界面、易于使用的RTEMS操作系统应用开发环境的设计,为开发人员提供了一个良好的工作平台,为编写大型的嵌入式软件提供了方便,为推广RTEMS的使用打下了基础.该系统已经用于教学和科研领域.      

工业以太网EtherCAT冗余和热插拔技术

EtherCAT是一种实时工业以太网协议,使用冗余技术是实现热插拔和提高通信可靠性的重要手段.首先介绍了实时工业以太网EtherCAT的组成、工作原理和报文结构,研究了使用环型网络拓扑结构实现基于EtherCAT的工业自动化控制系统故障容错及热插拔技术,分别规划了在网口故障、链路故障和节点故障时冗余帧传播机制、故障点定位和恢复策略.开发了链路冗余EtherCAT主站驱动程序,将常规EtherCAT主站驱动程序做了修改,加入链路冗余机制,对上层应用屏蔽了冗余信息和操作.最后完成了冗余和热插拔的性能测试实验,结果表明系统性能优越,运行稳定.     

C8051F120的特点及其在多任务实时测试系统中的应用

介绍了C8051F120这款单片机的硬件配置及功能特点,并着重分析了其在多任务、实时测量、实时传输的测试系统中的应用。     

星上数据管理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配份的主控单元,通过１５５３Ｂ串行数据总线与多个远置单元联接,完成星上遥测、遥控及星上多项数据库管理任务。文章介绍了其设计要点,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。     

基于Eclipse的航天嵌入式软件集成 开发环境设计与实现

针对当前航天器软件研制过程中需要使用多种开发工具的问题,设计实现了集工程管理、代码编辑、语法检查、编译链接和调试测试于一体的航天嵌入式软件集成开发环境.研究成果已应用于航天器嵌入式软件的研发,缩短了软件研发周期并提高了软件质量,同时也为软件集成开发环境的研发提供借鉴.     

基于PC／AT总线的最小计算机测控系统

介绍研制的基于ＰＣ／ＡＴ总线的最小计算机测控系统，对该系统硬件重点介绍频率量信号输入的多路快速转换采集通道设计，省二次仪表，满足在线和动态测试的多路模拟采集通道设计，用于控制和调试的两路可调频率方波输出通道设计，省专用设备，采集接口设计时采用ＰＣ／ＡＴ总线，１６位传送数据，支持多任务多用户。     

基于OOPN的实时软件开发方法与环境的研究

实时系统的与时间相关性以及与其环境的交互特点造成实时软件的开发十分困难,那么多处理机实时软件的开发就更加困难.为了简化多处理机环境下的并发程序设计、减少程序设计错误和提高编程效率,介绍一种用于多处理机系统的程序设计方法以及在此方法支持下的软件开发与运作环境.该方法以一种直观的图形方式(面向对象Petri网)辅助多处理机系统软件开发,在此环境下可完成高效的软件开发和获取安全可靠的软件结构.      

小卫星星务管理计算机容错系统的设计

采用双机冗余的容错方案,对小卫星星务管理计算机容错系统的设计进行了较为深入的探索。在设计中,充分利用软、硬件容错技术相结合的优势,完成了星务管理计算机系统级和部件级硬件体系结构设计。提出了在主机发生故障的临界状态,启动备份机工作的临界切换设想。最后,通过仿真实验和系统模型可靠性分析,证明了系统可以满足设计的要求,具有较高的理论和实践价值。     

基于CAN总线的虚拟仪器在多电机控制中的应用

将虚拟仪器的概念应用到多电机控制系统中,对电机的运动轨迹、电流特性进行实时监控以达到最优控制.采用基于CAN(Controller Area Network)总线的主从式分布结构,在产品研发过程中虚拟仪器取代电机控制中心成为主节点,完成对各个电机控制单元的调试和测量.利用CAN卡和Visual Basic完成了虚拟仪器系统的开发,实现了电机控制算法的实时调节、控制效果的数字化和图形化评估、DSP(Digital Signal Processor)和FPGA(Field Programmable Gate Array)程序的在系统升级以及各种测试环境的模拟,显著提高了某型号X光机的研发效率和产品质量.     

星载计算机拜占庭容错设计与验证

 为确保载人航天器的安全可靠,载人航天器控制计算机一般需具备拜占庭故障恢复的能力。根据拜占庭恢复理论,提出一种拜占庭容错计算机实现的原理性方案,然后对这种拜占庭容错方案进行了原型实现和验证,实验结果表明了方案的可行性和有效性。     

可修系统的可用度分析方法研究

介绍了一种新的可修系统可用度分析方法--可修系统动态故障树建模分析方法.为了获得高的可靠性和可用性,计算机控制系统大量采用了动态余度管理、储备及复杂的故障恢复技术,使计算机控制系统呈现出很强的动态性和实时性.采用动态故障树与Markov过程综合方法,将计算机控制系统的动态时序用DFTA(Dynamic Fault Tree Analysis)描述,将系统可修过程用Markov过程描述,将系统分解成若干个小的模块,逐步计算各模块的可用度、等效故障概率和维修率,最后综合进行整个系统的可用度分析.     

基于PC／104的GPS定位定向仪设计

将PC/10 4嵌入式计算机应用到GPS定位定向系统中 ,设计了一套完整的软硬件系统 ,完成了小型化、实时性、高可靠的样机设计和调试。解决了GPS定向系统研制工作中的软硬件设计问题 ,为进一步提高GPS定向或定姿准确度提供了保障。     

RLV导航系统硬件配置方案及信息处理技术

在对RLV (Reusable Launch Vehicle, 可重复使用航天运载器) 的轨道特性进行详细分析的基础上, 提出了RLV 导航系统的硬件分段配置方案. 针对RLV 对导航系统高容错性、动态适应性和智能化水平的要求, 提出了基于动态贝叶斯网络理论的容错式组合导航信息处理方法. 利用基于动态贝叶斯网络理论的传感器动态选择控制器, 实现传感器件组合的动态自主优化配置和系统实时健康监控.      

空天飞行器多余度GNC系统并行处理和故障容错技术

提出空天飞行器多余度GNC系统并行处理和故障容错设计方法:通过系统输入信息并行采集设计和GNC控制器核心模块并行处理设计提高系统信息采集和处理能力,保证GNC系统的实时性;通过系统输入和输出容错设计,使整个多余度GNC系统在处理周期内具有完备的故障容错能力.该方法具有广阔的应用前景.     

敏感器故障诊断与容错控制一体化设计

摘要： 针对卫星敏感器故障情况下的故障诊断与容错控制一体化设计问题,本文将敏感器有效性因子和控制器增益作为整体,利用区域极点配置方法设计综合输出反馈控制律,保证了良好的系统性能;再利用敏感器偏差的最优估计方法进行实时估计敏感器有效性因子,反解即可得到控制器增益,保证了控制的实时性和快速性;最后通过仿真验证了所提方法的有效性.     

基于RISC芯片的32位嵌入式基本系统的设计和调试

基于ＲＩＳＣ芯片的３２位嵌入式基本系统的研究和设计是当前嵌入式星载计算机研制方面的一个重要课题，着重介绍了该ＲＩＳＣ基本系统的设计特点以及所使用的构思新颖的调试方法等两方面的研究情况。