高可靠性設(shè)計是現(xiàn)代航天器控制系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵問題,而容錯技術(shù)是可靠性設(shè)計的主要方面。傳統(tǒng)的容錯方法如三模冗余等存在固有缺陷,消耗資源巨大且容錯能力有限。生物體強(qiáng)大的自適應(yīng)能力給容錯設(shè)計帶來啟發(fā)。近年來,基于仿生原理的容錯結(jié)構(gòu)成為研究熱點。在分析傳統(tǒng)容錯結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有的仿生容錯結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,本文提出了一種新的仿生自組織計算陣列體系結(jié)構(gòu)。本文首先研究了基于標(biāo)識的仿生自組織計算陣列體系結(jié)構(gòu)。通過對蛋白質(zhì)標(biāo)記與識別、同類細(xì)胞替換、干細(xì)胞分化和異類細(xì)胞轉(zhuǎn)換四種生物機(jī)制的模仿,設(shè)計了計算陣列的結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)具有層次化自修復(fù)的能力。我們用MPI編程的方式實現(xiàn)了根據(jù)中值濾波算法和Sobel算法定制的計算陣列,并且通過故障注入實驗驗證了仿生計算陣列的功能正確性和容錯策略的可行性。為解決不帶標(biāo)識的仿生計算陣列的定序問題,我們根據(jù)發(fā)育生物學(xué)的圖式形成理論和形態(tài)發(fā)生素模型,提出了一種分布式的定序方法。實驗表明,該定序方法具有較強(qiáng)的魯棒性。本文利用基因激活和側(cè)向激活兩種模型,研究了計算陣列的多功能分化。在單個基因的激活以及多個基因的有序激活中,都是通過一組基因催化劑和基因抑制劑來起作用。同時,我們發(fā)現(xiàn)側(cè)向激活模型具有獨... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

歐洲航天局(ESA)“曙光”計劃路線圖

圖 1.3 行消去修復(fù)法修復(fù)法：當(dāng)細(xì)胞出現(xiàn)故障時，用同行的空閑細(xì)胞替換對故行的空閑細(xì)胞用完后，再采用行消去修復(fù)法進(jìn)行修復(fù)。圖 1閑細(xì)胞(灰色單元表示空閑細(xì)胞)的胚胎電子系統(tǒng)的修復(fù)過程因故障而失效時，首先采用細(xì)胞消去策略進(jìn)行修復(fù)，利用效細(xì)胞及其右側(cè)細(xì)胞的功能及連接關(guān)系向右平移一個單位數(shù)大于空閑細(xì)胞數(shù)時，則采用行消去策略進(jìn)行修復(fù)。該方改進(jìn)，但系統(tǒng)容錯能力同樣有限。3,0 3,1 3,2 3,32,01,00,02,1 2,2 2,31,1 1,2 1,30,1 0,2 0,3活躍細(xì)胞3,0 3,1 3,2 3,32,01,00,02,1 2,2 2,31,1 1,20,1 0,2 0,3空閑細(xì)胞3,0 3,1 3,2 3,32,01,00,02,1 2,2 2,31,1 1,20,1 0,2 0,3死亡細(xì)胞2,0 2,1 2,2 2,1,00,01,1 1,2 1,0,1 0,2 0,圖 1.4 細(xì)胞消去修復(fù)法系統(tǒng)存在的主要缺陷在于：一是自修復(fù)策略低效，采用行

人工免疫容錯系統(tǒng)狀態(tài)變遷示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3503231