本文關(guān)鍵詞：基于軟總線的組件式飛行控制軟件設(shè)計

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【摘要】：隨著無人機(jī)的功能越來越復(fù)雜,對飛行控制系統(tǒng)的功能和性能要求也越來越嚴(yán)格,飛行控制與管理軟件(簡稱飛行控制軟件)作為任務(wù)執(zhí)行的載體,直接決定了飛行控制系統(tǒng)的性能。本文針對飛行控制系統(tǒng)高性能和高可靠性的要求,基于軟總線的設(shè)計思路,設(shè)計了具有多節(jié)點(diǎn)協(xié)同和故障容錯功能的飛行控制軟件,滿足了高性能無人機(jī)對飛行控制系統(tǒng)的要求。論文在分析了傳統(tǒng)飛行控制軟件存在的問題和目標(biāo)系統(tǒng)軟硬件開發(fā)平臺后,從飛行控制軟件功能和性能需求出發(fā),結(jié)合軟總線思想,提出了基于軟總線架構(gòu)的飛行控制軟件總體設(shè)計方案,將軟件劃分為應(yīng)用層、管理層、硬件抽象層和操作系統(tǒng)層四個層次,并對各層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計。然后,基于軟總線接口規(guī)范,詳細(xì)設(shè)計了遙控遙測、導(dǎo)航制導(dǎo)等具有標(biāo)準(zhǔn)接口的功能模塊和模塊調(diào)度管理機(jī)制,滿足了無人機(jī)控制需求和軟總線模塊管理要求。在此基礎(chǔ)上,從功能、任務(wù)和數(shù)據(jù)三個方面,應(yīng)用軟總線技術(shù)設(shè)計了模塊管理器、任務(wù)管理器和資源管理器,實現(xiàn)了飛行控制軟件資源的統(tǒng)一、協(xié)同管理。為了滿足多節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作要求,設(shè)計了多節(jié)點(diǎn)同步方法和數(shù)據(jù)通信機(jī)制,實現(xiàn)了飛控任務(wù)的負(fù)荷分擔(dān)和節(jié)點(diǎn)間無縫協(xié)作配合。同時從系統(tǒng)容錯需求出發(fā),根據(jù)節(jié)點(diǎn)自檢測和互檢測的故障檢測結(jié)果,制訂了模塊遷移綜合評價機(jī)制,設(shè)計了基于合同網(wǎng)的功能模塊遷移方法,實現(xiàn)了對故障節(jié)點(diǎn)隔離與重構(gòu),滿足了飛行控制系統(tǒng)對可靠性的需求。最后,對飛行控制軟件功能進(jìn)行綜合驗證,結(jié)果表明負(fù)荷分擔(dān)式飛行控制軟件滿足飛行控制、飛行管理和容錯功能要求,具有較高的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：飛行控制軟件 負(fù)荷分擔(dān) 故障檢測 容錯 軟總線
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V249.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 引言13
• 1.2 課題研究背景及意義13-14
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 飛行控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.2 軟總線研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 本文研究內(nèi)容及章節(jié)安排17-19
• 第二章 飛行控制軟件總體設(shè)計方案19-28
• 2.1 引言19
• 2.2 飛行控制軟件需求分析19-21
• 2.2.1 應(yīng)用功能需求19
• 2.2.2 管理功能需求19-20
• 2.2.3 容錯功能需求20
• 2.2.4 性能需求20-21
• 2.3 開發(fā)平臺21-23
• 2.3.1 硬件開發(fā)平臺21-22
• 2.3.2 軟件開發(fā)環(huán)境22-23
• 2.4 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計23-27
• 2.4.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計23-24
• 2.4.2 應(yīng)用層24-25
• 2.4.3 管理層25-26
• 2.4.4 硬件抽象層26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 軟總線架構(gòu)設(shè)計28-55
• 3.1 引言28
• 3.2 軟總線結(jié)構(gòu)28-30
• 3.3 飛行控制軟件功能模塊設(shè)計30-41
• 3.3.1 遙控遙測功能模塊30-32
• 3.3.2 傳感器管理功能模塊32-35
• 3.3.3 導(dǎo)航制導(dǎo)模塊35-39
• 3.3.4 控制律解算模塊39-40
• 3.3.5 控制輸出管理模塊40-41
• 3.4 軟總線功能管理器設(shè)計41-54
• 3.4.1 節(jié)點(diǎn)層次關(guān)系41-42
• 3.4.2 模塊管理器42-46
• 3.4.3 任務(wù)管理器46-49
• 3.4.4 資源管理器49-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第四章 節(jié)點(diǎn)間通信機(jī)制設(shè)計55-68
• 4.1 引言55
• 4.2 節(jié)點(diǎn)信息同步機(jī)制55-57
• 4.3 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)交互機(jī)制57-58
• 4.4 硬件抽象層接口調(diào)用設(shè)計58-65
• 4.4.1 接口資源注冊59-61
• 4.4.2 接口資源的使用61-63
• 4.4.3 CAN總線數(shù)據(jù)分配63-65
• 4.5 模塊遷移機(jī)制65-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 第五章 容錯策略設(shè)計68-85
• 5.1 引言68
• 5.2 動態(tài)冗余技術(shù)68-70
• 5.3 故障檢測70-77
• 5.3.1 系統(tǒng)故障類型70-71
• 5.3.2 節(jié)點(diǎn)自檢測71-72
• 5.3.3 節(jié)點(diǎn)互檢測72-77
• 5.4 故障處置77-83
• 5.4.1 故障處置策略77-78
• 5.4.2 模塊遷移評價機(jī)制78-82
• 5.4.3 基于合同網(wǎng)的模塊遷移82-83
• 5.5 故障恢復(fù)83-84
• 5.6 本章小結(jié)84-85
• 第六章 軟件測試與功能驗證85-97
• 6.1 引言85
• 6.2 半物理仿真環(huán)境構(gòu)建85-86
• 6.3 飛行控制軟件功能驗證86-90
• 6.3.1 軟件模塊化管理功能驗證86-87
• 6.3.2 軟件分布協(xié)同運(yùn)行功能驗證87-88
• 6.3.3 容錯功能驗證88-90
• 6.4 系統(tǒng)實時性測試90-95
• 6.4.1 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)通信時間測試90-91
• 6.4.2 容錯功能時間測試91-93
• 6.4.3 節(jié)點(diǎn)任務(wù)負(fù)載測試93-95
• 6.5 系統(tǒng)性能對比分析95-96
• 6.6 本章小結(jié)96-97
• 第七章 總結(jié)與展望97-99
• 7.1 本文研究工作總結(jié)97-98
• 7.2 后續(xù)工作展望98-99
• 參考文獻(xiàn)99-102
• 致謝102-103
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文103

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 裘杭萍;覃W，

本文編號：789644