基于Raft算法的飞行控制系统余度管理应用

飞机飞行控制系统的主要作用是保证飞机的稳定性和操纵性,提高飞机飞行性能和完成任务的能力,增强飞行的安全性和减轻驾驶员的工作负担,因此通常都会采用余度结构实现其容错能力。针对当前分布式余度结构具有复杂度和成本较高的故障检测和处理机制,使用Raft一致性算法实现飞控系统的容错。通过Raft算法在余度通道中达成一致,避免故障检测和处理机制带来的问题。除此之外,针对机载环境存在计算资源和通信资源有限的问题,采用门限签名技术降低Raft算法的计算开销和通信开销。通过实验测试验证算法能够有效应用到飞控系统中解决容错问题,并且门限签名方案可以降低Raft算法的计算开销和通信开销;而且模拟结果有效验证了Raft算法可以应用于飞控系统当中。

面向拜占庭弹性的余度管理方案

综合化航空电子系统是新一代飞机的一个重要特征,其可靠性和稳定性对整个飞机的飞行和安全起着决定性作用.针对航电系统应当具有高可靠性的特点,提出一种分布式集群余度架构,并设计相应的余度管理方法,以容忍航电系统故障后可能出现的拜占庭错误,有效提高容错计算机的可靠性和容错能力.采用门限签名和集群选主两种方案优化提出的余度管理方法,降低集群中余度计算机之间的通信开销,避免影响航电系统的实时性,提高余度管理效率.通过模拟实验进行测试,结果验证了分布式集群余度管理方法可以有效提升航电系统的可靠性,增强拜占庭弹性,实现在n余度的航电系统中只要拜占庭节点数小于n/3,系统仍然能够正确运行,并且优化方案具有更低的通信开销和计算开销.