智能BIT航空综合系统故障诊断技术研究

本文运用智能BIT技术对飞行器航空综合系统进行分析与建模设计,完成其故障因素与成因分析,结合多种基于知识库的故障诊断方法,运用模糊诊断技术,针对航空发动机空中停车故障,建立及故障假设模型,通过选取故障成因与对应故障征兆隶属度矩阵模型。运用VB工具自行开发故障诊断软件并模拟实现其诊断过程。该故障诊断模拟软件设计具有可移植性和可扩展功能,具有实际应用价值,可为机务维修快速诊断提供技术平台与支持。

面向ARINC653操作系统的综合化航空电子软件代码自动生成方法

综合化航空电子系统(Integrated Modular Avionics, IMA)是一类典型的安全关键系统,具有分布式、异构、计算资源和物理资源强耦合等特征。随着IMA系统趋于复杂化和智能化,系统的功能越来越多地采用软件来实现,如何对这类复杂软件进行建模并自动生成代码成为一个重要挑战。文中提出了一种基于AADL(Architecture Analysis and Design Language)的综合化航空电子系统代码生成方法。首先,提出HMC4ARINC653(Heterogeneous Model Container for ARINC653)属性集扩展,使其具备描述IMA软件架构、异构功能行为和非功能属性的能力;其次,提出IMA模型到C代码及ARINC653系统配置文件的映射规则,并遵守MISRA C安全编码规范,生成的代码能够在ARINC653操作系统上部署并仿真执行;最后,设计并实现了相应的原型工具,以ARINC653操作系统和工业界实际案例,验证了所提方法和工具的有效性。

基于系统工程的航空电子系统深度综合化需求分析与评估方法

本文在分析综合化航空电子系统使用和信息流转的基础上,提出了一种综合化航空电子系统需求分析及评估方法。该方法从信息获取能力、传输能力、处理能力、显示能力和任务能力等方面建立评估模型,基于层次分析法设计能力需求仿真评估系统,并以基于模型的系统需求分析为输入对航空电子系统的能力需求进行评估,为综合化航空电子系统需求的分析与评估提供了参考。

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。

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。

基于DDPG的综合化航电系统多分区任务分配优化方法

综合化航电系统(Integrated Modular Avionics,IMA)通过时空分区机制实现共享资源平台下的多航电功能集成,分区间的任务分配方法的优劣决定着航电系统的整体效能。针对航电任务集合在多分区内的分配调度问题,提出了一种基于深度强化学习的优化方法。构建了航电系统模型与任务模型,以系统资源限制与任务实时性需求为约束,以提高系统资源利用率为优化目标,将任务分配过程描述为序贯决策问题。引入马尔科夫决策模型,建立基于深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)法的IMA任务分配模型并提出通用分配架构;引入状态归一化、行为噪声等策略训练技巧,提高DDPG算法的学习性能和训练能力。仿真结果表明,提出的优化算法迭代次数达到500次时开始收敛,分析800次之后多分区内驻留任务方案在能满足约束要求的同时,最低处理效率提升20.55%。相较于传统分配方案和AC(Actor-Critic)算法,提出的DDPG算法在收敛能力、优化性能以及稳定性上均有显著优势。

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。

航空电子综合化仿真系统的设计与实现

讨论了航空电子综合化仿真系统的设计与实现 ,主要探讨了此仿真系统的软硬件开发、系统组成以及整个系统的总线信息流。仿真系统的设计是采用某型飞机的总线拓扑结构 ,将各个子系统连接起来 ,以达到综合显示、综合处理、综合控制、数据综合传输、资源共享的目的。各个子系统分别用一台计算机进行数字仿真 。

CAN总线在航空模块化综合系统中的应用

为满足航空模块化综合系统中对控制总线的需求,提出了采用现场控制总线CAN作为系统控制总线的方法。针对CAN总线在航空应用中存在的不支持总线冗余和消息时延不确定的不足,结合模块化系统的技术特征,通过制定系统的高层通信协议和冗余机制,成功实现了CAN总线在模块化系统中的工程实例应用,可为今后其它类似系统提供参考。

综合化航空电子系统软件接口研究

综合化航空电子系统软件对系统的综合性能具有较高的要求。全面分析了综合化航空电子系统的性能需求,定义了综合化航空电子系统性能评估模型,首次对综合化航空电子系统进行全面评估,建立了综合化航空电子系统体系结构和功能软件的评估模型,分析和对比了综合化航空电子系统软件现有接口标准规范。在航空电子系统软件开发中将多个标准结合起来参考使用,将有利于提高机载软件的重用性、移植性、安全性和可靠性。

航空军械综合系统维护的半马尔可夫模型

以航空军械综合系统的多状态维护过程为研究对象,对其建立了半马尔可夫的数学模型。在系统维护的等待阶段,运用阶段以及交替阶段中运用该模型,得到了系统在各个不同状态的概率及有效性指数。这些结果对维护实践具有重要的指导意义。

从JAST计划看我国航空电子综合系统的研究与发展

详细分析了美国JAST计划的产生，航空电子系统的结构演化，JAST航空电子综合系统的功能特征、设计指导原则、开放式体系结构和关键子系统，在此基础上提出了我国未来机载航空电子综合系统的研究和发展建议。

综合化航空电子系统安全技术研究进展

综合化航空电子系统具有高度综合化、模块化和开放性的特点。各子系统之间相互联网通信,资源高度共享、数据高度融合等特性使得综合化航空电子系统存在巨大的信息安全隐患。事实上,信息安全技术已经成为影响飞机安全和任务执行的关键因素之一。综合化航空电子系统要求信息安全等级为CC(Common Criteria)的最高安全级别,信息安全模块要求实时性和低开销,因此综合化航空电子系统安全技术面临着巨大的挑战。综述综合化航空电子系统安全体系结构,分析和比较了各种综合化航空电子系统安全保障机制,具体包括:实时操作系统的时空隔离机制,虚通道通信机制,数据通信、处理和存储过程中的机密性、完整性保护机制等。通过这些分析和比较,希望能够为实现具有高可靠性、高可生存性和高可用性的综合化航空电子系统安全技术奠定基础。

综合航空电子系统故障诊断与健康管理技术发展

故障诊断与健康管理(PHM)技术是提高系统可用性、维修效率和降低寿命周期成本的重要手段,已成为未来飞机航空电子系统的一项关键技术和重要目标之一。从航空电子系统和PHM技术的发展角度,总结了国内外PHM技术的发展现状,介绍了综合航空电子PHM系统OSA-CBM开放式体系架构,分析了综合航电PHM系统的关键技术,并对未来综合航空电子PHM技术的发展进行了探讨。

综合航空电子系统新技术研究

首先回顾了战斗机综合航空电子系统的发展过程 ,分析了下一代战斗机综合航空电子系统所应具备的主要特征 ,最后探讨了在下一代综合航空电子系统中将会运用的 3种新技术。

航空综合火力与指挥控制系统的仿真研究

讨论了战斗机综合火力与指挥控制系统的发展趋势,分析了战斗机智能航空综合火力与指挥控制系统关键技术,在此基础上给出了仿真技术在战斗机综合火力与指挥控制系统研制中的应用。

综合航空电子系统故障预测问题研究

航空电子系统正在向综合化方向发展,对故障预测技术提出了新的挑战。剖析了航空电子系统的综合化特征,综述航空电子产品故障预测结构,包括基于模型结构、数据驱动结构和综合预测结构,并讨论了这些结构的共性特征及其在航空领域的典型应用。在此基础上,依据综合化特征需求和航空电子产品故障预测结构的适用性,分析了综合航空电子系统故障预测面临的问题,并提出了初步解决思路。

F-22战斗机的综合航空电子系统

F- 2 2隐形战斗机是第四代战斗机之一 ,其航空电子系统在提高飞机作战性能中发挥重要作用。本文介绍了 F- 2 2的综合化航空电子系统的结构与技术以及传感器、通用综合处理器。

综合化航空电子系统中基于可信计算的访问控制模型

综合化航空电子系统呈现高度综合化、模块化的特点,其对平台的可信性及信息的机密性和完整性提出了较高要求。仅仅依赖于软件自身并不能建立满足综合化航空电子系统要求的高可信平台,使用可信计算技术,基于可信根,构建可信的综合化航空电子系统,并重点对基于可信硬件及可信技术的访问控制进行了研究,借鉴了BLP模型和BIBA模型的思想,提出了能够保障完整性和机密性的访问控制模型。研究分析表明提出的访问控制模型增强了综合化航空电子系统的安全性。

综合化航空电子系统网络传输延迟测试软件设计

网络传输性能测试是综合化航空电子系统研究与设计过程中的重要工作。结合综合化航空电子系统网络传输性能测试需求,将快速原型法和自底向上法相结合,设计并实现了模块化的网络传输延迟测试软件,为航空总线网络的进一步改进提供了自动化测试验证手段。应用过程表明,该软件组合调用灵活方便、易于继承、便于检测和维护,能较好地满足综合化航空电子系统网络传输性能测试。