分布式多平台航空电子体系架构模块化设计方法

为应对分布式作战、马赛克战、全域作战等新型作战概念,降低多平台航空电子体系复杂性与不确定性,解决多平台航空电子体系架构设计与灵活构建问题,基于模块化系统开发方法,提出面向模块化的多平台航空电子体系架构设计方法,规范化体系架构模块化表征,在此基础上提出面向模块化的多平台航空电子体系组织运用模式,为体系方案灵活生成与动态构建提供支撑.

综合型模块化高频电子线路实验平台的研制

为加强学生工程实践与创新能力的培养,设计并制作了一套综合型模块化高频电子线路实验平台。实验平台采用模块化设计的思想,分为载波产生、调制波产生、信号调理、调制、高频功放、小信号放大、混频、中频放大、解调和信号输出共10个功能模块。各模块既可独立开展基础型实验,也可级联成高频调制解调收发系统,完成综合型实验。实验平台涵盖了高频电子线路课程的重难点章节,内容丰富,可拓展性强,适合用于本科实验教学、电子设计竞赛和大学生科研等多种场合,具有极大的应用和推广价值。

综合模块化航空电子系统安全分析的模型检测方法

综合模块化航空电子(IMA)系统可以在有效提高系统效率的同时减少资源的分配,但集成工作增加了系统的复杂性,同时使系统的故障在综合过程中传播到其他系统,这对系统的安全性也有很大的影响。传统的系统安全分析方法主要依赖于工程经验和个人技能,存在忽视系统故障状态和误判故障影响的局限性。为了解决该问题,提出了一种新的综合模块化航空电子系统安全分析方法——模型检测,使用遍历算法搜索所有系统状态。这种分析过程的使用在实现自动化的同时减少对工程经验的需求。该方法在综合模块化航空电子系统安全分析中的实用性得到验证,在系统需求规格的基础上给出了分析过程,利用模型检测工具NuSMV进行安全性分析。该方法能够自动识别出引起顶层事件的最小故障组合,从而达到传统故障树分析的目的,最终通过案例分析表明了该方法的实用性。

复杂环境下一种综合模块化航空电子机架的散热设计

本文研究了一种综合模块化航空电子机架,对比了不同的散热方案,采用模块直接风冷的散热方案,能够满足散热要求和电磁兼容及环境适应性等复杂环境要求,经过热设计理论计算、仿真分析和实验验证,结果表明该方案合理可行。

综合模块化航空电子平台网络故障注入策略

综合模块化航空电子(IMA)平台网络通信结构复杂,在进行故障注入测试时,存在难以选取合适的测试路径及等效、无效故障注入较多的问题。根据IMA平台网络通信结构特点,提出一种新的故障注入策略。首先,根据IMA平台网络对实时性和确定性的要求,提出一种基于通信链路的测试路径优化算法,生成最优测试路径,实现对IMA平台网络测试任务的有序覆盖;然后,在确定测试路径之后,采用有色Petri网(CPN)建模方法搭建测试案例自动生成模型,排除等效与无效故障,精简测路径中每个测试任务所需的测试案例。仿真结果表明,所提方法在测试次数与测试时间等方面均少于传统的故障注入策略,能够克服传统策略中的无序性及盲目性的缺点,降低测试的时间成本。

综合模块化航空电子系统构型管理功能设计

构型管理功能是飞机提高安全性的重要功能之一,由于综合模块化航空电子系统的架构特点,其构型管理功能除了要保证软硬件构型一致外,还需要考虑配置数据。本文分析了DO-297定义的构型管理功能设计要求后,针对不同配置数据的功能特点,把构型管理功能划分成配置数据生成、数据加载和兼容性校验三个步骤,并详细描述了各自的具体设计方案。该整体方案已在项目中成功应用。

基于深度强化学习的综合电子系统重构方法

重构作为综合模块化航空电子系统用来提高容错性和稳定性的常用手段,是指发生某一故障后,系统根据事先预设好的重构蓝图,通过一系列应用迁移动作从故障状态转为正常状态的过程。随着综合电子系统的功能多元化和结构复杂化,提高系统的容错性和稳定性显得至关重要。然而现有的人工重构和传统重构算法这两种重构配置蓝图设计方式难以保证综合电子系统的容错性和稳定性。本文针对综合电子系统故障情况,结合深度强化学习算法,对重构蓝图的重构模型进行探索并提出基于优先经验回放的竞争深度Q网络算法(PEP_DDQN),通过优先经验回放机制和SUMTREE批量样本抽取技术提出基于深度强化学习的优先经验回放和竞争深度Q网络重构算法。实验表明,相较于传统强化学习Q-Learning算法和DQN算法实现的重构蓝图生成算法,所提出的PEP_DDQN算法能生成更高质量的蓝图并具有更高的收敛性能与更快的求解速度。

多核处理器在综合模块化航空电子系统中的应用

随着综合模块化航空电子系统(IMA)的广泛应用,对IMA的开发和概念解读也随之变得重要。目前,在实现了第一代IMA平台的基础上,下一代IMA平台的架构已提上日程。本文分析了利用虚拟化技术将多核处理器应用于航空电子系统的设计,利用虚拟机系统来实现硬件资源的共享管理和软件子系统的划分,并符合ARINC653规范的要求——模块化、可靠性、隔离性与开放性。构建由多核心硬件平台、虚拟机监视器(VMM,Virtual Machine Monitor)和分区操作系统、航电应用软件所组成的软件架构,可以满足综合模块化航电系统(IMA,Integrated Modular Avionics)的功能要求与接口要求。其中,为实现符合ARINC653要求的VMM,传统分区操作系统需要进行多项关键性调整,包括处理器特权级和特权指令、中断、内存地址空间分配、设备驱动等方面,从而可以构造基于VMM的综合化航空电子系统。

综合模块化航空电子软件分布式测试平台研究

阐述了一种基于IMA架构的航电软件分布式测试平台,该平台节点分为服务器端和客户端两类,通过互联网连接,客户端运用Java技术构建测试任务提交和结果获取,服务器端采用与目标机相互配合的方式实现客户端测试任务的调度和管理、测试程序的自动编译、链接、加载、执行和测试结果的存储、收集。该平台可实现有限的IMA硬件资源共享,提高资源利用率与测试效率,并可对IMA软件进行有效、充分的配置项或系统测试,为IMA航电软件的远程测试提供了有效的解决方案。

综合模块化航空电子体系结构研究

军用航空电子系统体系结构关系到战机的可靠性、安全性、可用性、生存性、扩展性和维修性等方面。综合模块化航空电子(IMA)是目前机载航空电子系统结构发展的最高阶段,其特征和优势已经在美国四代机上得到充分展现和发挥,为我国四代机综合航电的研制工作提供了参考依据。回顾了机载航空电子体系结构的发展史,分析了推动IMA体系结构发展的3个主要因素,归纳了IMA的特点,从信息流处理的角度对IMA体系结构进行了划分,并研究了适应于IMA的两种典型的综合航电软件体系结构,指出了发展趋势。最后就我国综合航电体系结构的研究和发展所面临的问题进行了初步探讨。

综合模块化航空电子系统可靠性评估方法研究

综合模块化航空电子(IMA)系统采用资源共享的系统架构,在提供更加复杂强大的航电功能的同时也带来了更复杂的故障增殖模式,针对此问题提出了基于AADL和GSPN的可靠性评估方法。首先采用AADL语言对系统的架构及故障信息进行描述,建立其AADL可靠性模型,为了进一步分析其故障动态行为,研究了AADL可靠性模型向GSPN模型转化规则,通过对GSPN模型的分析来评估IMA系统可靠性。最后以IMA系统显示功能为例进行了可靠性评估,验证了该方法的有效性,并且通过实验对比的方式给出了显示功能架构的选择建议。

综合模块化航空电子系统的可靠性设计

ASAAC软件体系结构侧重于整个系统的模块化、可扩展性,其节点使用普通操作系统导致系统可靠性不够。针对该问题,将符合ARINC653标准的高可靠性分区操作系统作为ASAAC软件体系结构的节点操作系统,设计新的ASAAC通用系统管理并将其植入ARINC653的核心软件层,使两者充分融合以提高综合模块化航空电子系统的可靠性。

综合模块化航空电子核心系统技术研究

介绍了一种综合模块化航空电子核心系统。在系统应用需求及技术特征的分析基础上,提出了一种通用的开放式体系结构模型,并对系统的关键技术进行深入研究探讨,包括系统管理、网络通信、时间同步、容错策略等,最后给出系统设计方案的建议。系统具有可重构性、可重用性、可扩展性和健壮性,可满足先进飞机航空电子系统的应用要求,并为未来新型分布式综合模块化航空电子系统的研究与设计提供技术支持。

综合化模块化信息处理平台容错技术研究

综合化模块化信息处理平台是一个典型的分布式计算机系统,是新一代航电任务系统的中央核心处理系统,具备数据、信号、图形图像视频的综合处理能力。提出了综合化模块化信息处理平台容错技术,重点介绍了综合核心处理机系统容错原理、故障类型、故障检测机制以及故障处理方法。从软硬件系统全面考虑,运用系统容错技术进行错误检测与处理,大大提高了系统运行任务可靠性。

基于AADL的综合模块化航空电子通信调度分析与建模

针对具有最终配置信息的综合模块化航空电子(Integtated modular avionics,IMA)系统的通信调度问题,分析了IMA系统网络中通信调度流的产生、特性以及表示方式,并通过实例分析通信调度的生成表示过程。在此基础上,基于架构分析与设计语言(Architecture analysis and design language,AADL),对实例中的通信流进行建模,并进行实例化,得到端口连接一致性检测报告,验证了文中通信流模型的可行性和有效性。

综合模块化航空电子分区配置启动机制

为了解决综合模块化航空电子(IMA)系统资源分配问题并明确分区启动时间,以VxWorks 653分区操作系统为研究实例,针对分区配置和启动过程采用统一建模语言(UML)建立了包括类图和时序图在内的模型。该模型深入地分析了分区配置和启动机制,说明了分区配置在资源分配以及操作系统编译和分区初始化过程中的作用,阐述了分区"冷启动"和"热启动"模式的差别,并建立了实验平台测试两种启动模式的启动时间,测试结果显示分区冷启动和热启动的时间分别为148 ms和8.5 ms,进而提出了这两种分区启动模式的应用场景以及分区配置和应用程序软件启动初始化设计的策略。例如在建立分区主时间框架和健康监控策略过程中应确定分区启动的方式并充分考虑分区启动时间,这些设计策略也适用于其他高安全性应用环境中分区系统的设计。

综合模块化航空电子系统标准述评

综合模块化航空电子系统(IMA)是航电系统的发展方向,其技术标准对新型军机、民机航电系统开发具有重要指导作用,阵风、F-22、F-35、A380、B787等飞机的航电系统均采用了其有关概念和技术。重点评述了ASAAC有关系统架构、系统软件、通信/网络、通用功能模块、封装等技术标准,以及ARINC等有关标准。

综合模块化航空电子的液冷设计

介绍了液体冷却技术在综合模块化航空电子设备上的应用,重点放在液体冷却技术在工程实现上所需要的典型模型、冷板流道选择、液流通道的设计与相关计算等相关内容上。样件测试的结果表明了这一技术的工程化应用对机架设备散热带来的优点。

民机综合模块化航空电子系统及其发展

随着世界民用航空工业的高速发展，民用飞机航空电子新技术和新系统层出不穷。通过采用先进的航空电子技术，可以提高飞行员对飞行环境的态势感知能力，进而增强飞机在复杂气象条件下的飞行能力，满足民用飞机更安全、更舒适、更高效和更经济的需求。

综合模块化航空电子系统的故障预测与健康管理技术

航空电子系统是保障现代飞机性能的非常关键因素之一,对其开展故障预测及健康管理技术的研究是保证飞机安全性的重要课题。针对航空电子系统综合模块化的发展趋势,研究了一种面向其开放式与模块化架构的故障预测与健康管理系统。通过对综合模块化航空电子系统的分层结构分析,结合关键子系统展开设计,包含了飞机PHM系统的体系结构设计及相关环节的技术实现。结果表明该体系结构可满足航空电子系统标准化、层次化、模块化、开放性的要求。