本文關(guān)鍵詞：基于多活性代理的航天測控設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

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【摘要】：信息系統(tǒng)用于獲取、處理、存儲和傳播信息,是人類技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物。隨著技術(shù)的發(fā)展,信息系統(tǒng)從早期數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),到后來的管理信息系統(tǒng),再到現(xiàn)在的決策支持系統(tǒng),經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)從簡單到復(fù)雜、功能從低級到高級、控制從人工到智能的發(fā)展過程。根據(jù)這個(gè)趨勢,未來的信息系統(tǒng)還將更多的物理實(shí)體融入在內(nèi),形成信息物理融合系統(tǒng),又稱為賽博物理系統(tǒng)。賽博物理系統(tǒng)中的物理實(shí)體由于嵌入了計(jì)算單元,所以具有更多的智能,它們以自組織的形式組成更復(fù)雜更龐大的系統(tǒng),而且還能根據(jù)自身狀態(tài)和環(huán)境調(diào)節(jié)行為和改變與其它物理設(shè)備的連接方式,進(jìn)而能改變系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以適應(yīng)變化。結(jié)合信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢和本文研究的航天測控系統(tǒng),可以分析出未來航天測控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,但是我國在建設(shè)航天測控系統(tǒng)早期采用了“煙囪式”的架構(gòu),導(dǎo)致了信息交流不充分、設(shè)備重復(fù)建設(shè)、資源利用率低、難以拓展等問題。由于航天測控系統(tǒng)是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng),研究整個(gè)系統(tǒng)是非常困難的,根據(jù)實(shí)際情況和現(xiàn)有條件,本文選取設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行研究,這個(gè)系統(tǒng)是航天測控系統(tǒng)重要組成部分,而且具有典型的“煙囪式”架構(gòu),研究并解決這個(gè)子系統(tǒng)的問題有助于解決整個(gè)系統(tǒng)的問題。在測控系統(tǒng)發(fā)展過程中,測控設(shè)備來源于多家單位,與這些設(shè)備配套的客戶端軟件也是各單位自行研發(fā)。由于航天測控設(shè)備和客戶端軟件的生產(chǎn)和研發(fā)沒有統(tǒng)一規(guī)范,它們使用的協(xié)議和數(shù)據(jù)格式各有不同,難以集中管理。為了能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行情況,第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題,只能安排測控中心的工作人員時(shí)刻監(jiān)視客戶端。雖然這樣的方法能夠滿足現(xiàn)在的需要,但是隨著在軌航天器數(shù)量的不斷增加,將會有越來越多的測控設(shè)備投入使用,僅僅依靠人工對測控設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求的。另一方面,如果增加新的測控設(shè)備,需要重新開發(fā)客戶端軟件,工作量較大。由于以上問題由煙囪式架構(gòu)引起,所以我們需要新的架構(gòu)。為了解決現(xiàn)有架構(gòu)帶來的問題,新的架構(gòu)能從系統(tǒng)層面考慮問題,統(tǒng)一信息格式,提高組件的利用率,避免組件的重復(fù)建設(shè),而且在拓展結(jié)構(gòu)時(shí)所需的工作盡可能少。另一方面,為了使設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)能夠適應(yīng)未來的發(fā)展趨勢,這個(gè)架構(gòu)還應(yīng)考慮組件的自組織結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化。為了達(dá)到這個(gè)目的,本文基于多活性代理理論,提出面向活性的架構(gòu)。多活性代理理論是面向活性架構(gòu)的理論基礎(chǔ),這個(gè)理論是王越院士為了解決現(xiàn)有系統(tǒng)理論難以應(yīng)用到工程實(shí)踐這一問題,以事物核心機(jī)理和運(yùn)動規(guī)律為基礎(chǔ),結(jié)合多年工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提出的分析設(shè)計(jì)復(fù)雜信息系統(tǒng)的理論。該理論將自組織加入活性的概念拓展為活性自組織,將系統(tǒng)劃分為以管控代理為核心的多活性代理系統(tǒng),并提出四層活性保持機(jī)制。以多活性代理理論為基礎(chǔ)的面向活性架構(gòu),改變傳統(tǒng)的自頂向下的設(shè)計(jì)模式,以“重機(jī)理輕結(jié)構(gòu)”為根本理念,將隨時(shí)間變化的系統(tǒng)視為動力學(xué)系統(tǒng),并結(jié)合多活性代理理論中的活性自組織概念,利用活性代理體現(xiàn)系統(tǒng)的動力學(xué)特征,通過設(shè)計(jì)代理對不同情況的反映來提高整個(gè)系統(tǒng)對環(huán)境的適應(yīng)能力。多活性代理理論把代理和系統(tǒng)能夠完成指定任務(wù)的能力定義成活性,所以面向活性的架構(gòu)以提高系統(tǒng)活性作為設(shè)計(jì)系統(tǒng)的最終目標(biāo),并提出三個(gè)架構(gòu)設(shè)計(jì)原則和七個(gè)活性代理設(shè)計(jì)規(guī)范。這個(gè)架構(gòu)既能解決煙囪式架構(gòu)帶來的問題,還能符合未來信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。在使用面向活性架構(gòu)設(shè)計(jì)基于多活性代理的航天測控設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)過程中,本文首次提出利用模糊數(shù)學(xué)計(jì)算設(shè)備代理活性度的方法,并利用JADE對系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行仿真。
【關(guān)鍵詞】：航天測控設(shè)備 多活性代理 架構(gòu) 模糊數(shù)學(xué) JADE
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V556;TP277
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-24
• 1.1 研究背景11-17
• 1.1.1 信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢11-12
• 1.1.2 航天測控系統(tǒng)特點(diǎn)12-16
• 1.1.3 航天測控系統(tǒng)發(fā)展趨勢16-17
• 1.2 當(dāng)前問題17-19
• 1.2.1 航天測控系統(tǒng)面臨的問題17-18
• 1.2.2 航天測控設(shè)備管理面臨的問題18-19
• 1.3 系統(tǒng)架構(gòu)的需求19-23
• 1.3.1 架構(gòu)的內(nèi)涵19-20
• 1.3.2 傳統(tǒng)架構(gòu)的局限20-22
• 1.3.3 新的架構(gòu)思想22-23
• 1.4 研究內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu)23-24
• 第2章 面向活性的架構(gòu)24-33
• 2.1 多活性代理理論24-28
• 2.1.1 活性表征25-26
• 2.1.2 活性度量26-27
• 2.1.3 活性保持27-28
• 2.2 架構(gòu)原理28-30
• 2.3 架構(gòu)設(shè)計(jì)原則30-31
• 2.4 活性代理設(shè)計(jì)規(guī)范31-33
• 第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案33-45
• 3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總述33-34
• 3.2 系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)34-39
• 3.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)35-37
• 3.2.2 各個(gè)代理功能37-38
• 3.2.3 活性保持機(jī)制38-39
• 3.3 活性度計(jì)算39-45
• 3.3.1 模糊數(shù)學(xué)簡介40-42
• 3.3.2 計(jì)算故障隸屬度42-44
• 3.3.3 計(jì)算活性度44-45
• 第4章 系統(tǒng)仿真和測試45-60
• 4.1 開發(fā)平臺簡介45-46
• 4.1.1 JADE簡介45
• 4.1.2 JADE對代理的支持45-46
• 4.2 設(shè)計(jì)過程46-49
• 4.2.1 需求分析46-47
• 4.2.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)47
• 4.2.3 詳細(xì)設(shè)計(jì)47-49
• 4.3 重要代理開發(fā)要點(diǎn)49-54
• 4.3.1 設(shè)備代理49-54
• 4.3.2 管控代理54
• 4.3.3 交互代理54
• 4.4 軟件測試54-60
• 4.4.1 子功能測試54-57
• 4.4.2 系統(tǒng)測試57-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單66-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：612323