任务管理式新型冗余飞控系统及仿真平台研究
| 文献类型 | 学位 |
| 作者 | 唐志勇[1] |
| 机构 | 北京航空航天大学 ↓ |
| 授予学位 | 博士 |
| 年度 | 2003 |
| 学位授予单位 | 北京航空航天大学 |
| 语言 | 中文 |
| 关键词 | 飞行控制系统;可靠性;仿真;任务调度;同步;联邦数据库 |
| 摘要 | 该论文提出了一种新型冗余飞控系统,并在综合运用先进仿真、计算机网络、分布式系统、冗余容错等先进技术的基础上建立了相应的分布式交互仿真平台.实验证明,该系统克服了传统飞控系统的缺陷,不仅大大提高了信息采集的精度和速度,而且系统的透明性、可操作性和可靠性等性能得到了很大程度的改善.主要工作与创新点如下:1.提出了具有系统重构功能的任务管理式新型冗余飞控系统的概念.根据减小通讯量、提高并行性、增加可靠性和均衡负载的原则进行飞行控制的任务分割、任务冗余调度和任务监控,从而实现了飞行控制任务的冗余管理和执行.其与传统飞控系统最大的区别在于每台飞控计算机的任务不再固定,而是根据飞行模式、计算机状况等因素进行动态调度,完成各自的任务.此外,系统中每台飞控计算机的任务不尽相同,这样一来,不但减轻了每台飞控计算机的任务量,而且有利于故障情况下飞控系统的重构.2.分析了任务管理式新型冗余飞控系统的可靠性,并在保证系统可靠性和良好飞行性能的前提下,证明了该文所提方案的可行性.给出了该系统的Markov模型,着重分析了故障覆盖率、热备份故障率和工作时间占用比例对飞控系统可靠性的影响,并指出各参数之间存在着相互制约的关系,要提高系统可靠性,需对全部参数进行全局性综合考虑;就对飞机飞行性能的影响而言,指出,在正常工作状况下,其与传统的飞控系统表现一致,但在故障发生时,任务调度可能导致控制信号出现短时期的延时,该文通过任务的冗余和提高任务动态调度的实时性解决了这一问题.3.给出了基于CAN总线的任务管理式冗余飞控系统的仿真平台软、硬件结构,并从协议及传输性能对CAN总线和1553B总线进行比较分析,此外,通过挂接子系统节点的半物理仿真模块验证了仿真结果的正确性.4.针对冗余飞控系统的任务特点,提出了适应任务管理式冗余飞控系统的任务调度的整体策略.该文采用了改进的启发式搜索、多种群遗传模拟退火和混沌神经网络三种静态任务分配算法,并就三种算法的特性进行了比较;分析并实现了非节点故障和节点故障两种情况下的动态调度算法.5.从网络通信、时钟同步和分布式数据库应用三个方面提出了保证分布式交互仿真系统的实时性措施.从网络通信的角度出发,实现了基于CAN总线的Multicast通信模式,并应用了Publish/Subscribe交互机制;针对冗余飞控仿真平台的特点,给出了基于CAN总线的GPS的混合时钟的同步方法;为提高数据的访问速度和可靠性,将在物理上和逻辑上分布的联邦数据库引入了任务管理式冗余飞控系统,提出了相应的优化查询算法,并在分析算法性能的基础上,指出该算法具有较好的实时性. |
影响因子：
dc:title:任务管理式新型冗余飞控系统及仿真平台研究
dc:creator:唐志勇
dc:date: publishDate:1753-01-01
dc:type:学位
dc:format: Media：北京航空航天大学
dc:identifier: LnterrelatedLiterature：北京航空航天大学.2003.
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