双余度飞行控制计算机系统余度管理和容错技术研究

目录

第一章绪论 (1)

1.1研究背景和意义 (1)

1.2余度飞行控制计算机发展现状 (2)

1.2.1国外研究现状 (2)

1.2.2国内研究现状 (3)

1.3本文研究目标 (3)

1.4本文研究技术基础及存在的问题 (5)

1.4.1本文研究技术基础 (5)

1.4.2存在的问题以及本文解决方案 (6)

1.5论文研究内容及章节安排 (7)

第二章双余度飞行控制计算机总体设计方案 (8)

2.1引言 (8)

2.2双余度飞行控制计算机设计需求 (8)

2.2.1功能需求 (8)

2.2.2性能需求 (9)

2.3双余度飞行控制系统构成 (10)

2.3.1系统控制单元 (10)

2.3.1系统总线 (12)

2.3.2系统接口单元 (13)

2.4余度管理总体设计思想 (13)

2.4.1飞行控制系统余度设计 (13)

2.4.2通信链路设计 (17)

2.5系统容错策略总体设计方案 (18)

2.6本章小结 (18)

第三章系统控制单元容错策略 (19)

3.1引言 (19)

3.2控制单元故障模式影响分析 (19)

3.3控制单元故障检测与诊断 (20)

3.3.1控制单元故障特征分析 (20)

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3.3.2基于心跳检测和检查点检测相结合的方法 (20)

3.3.3软件任务运行状态自检测 (22)

3.3.4控制单元CPU使用率检测方法 (23)

3.4控制单元故障处置 (26)

3.4.1单系统控制单元CPU使用率异常处置 (26)

3.4.2双系统控制单元CPU使用率异常处置 (27)

3.4.3双系统控制单元故障处置 (29)

3.5系统控制单元恢复 (29)

3.5.1单系统控制单元故障恢复 (30)

3.5.2双系统控制单元故障恢复 (31)

3.6本章小结 (33)

第四章系统总线单元容错策略 (34)

4.1引言 (34)

4.2总线故障特征分析 (34)

4.3总线故障检测与诊断 (34)

4.3.1总线通信通道故障检测与诊断 (35)

4.3.2总线通信节点故障检测与诊断 (35)

4.4总线故障处置 (36)

4.4.1总线通信通道故障处置 (36)

4.4.2总线通信节点故障处置 (36)

4.5系统总线单元恢复 (37)

4.6本章小结 (38)

第五章系统接口单元容错策略 (39)

5.1引言 (39)

5.2接口单元故障特性分析 (39)

5.3接口单元故障检测与诊断 (41)

5.3.1接口单元失效故障检测与诊断 (41)

5.3.2串口通信模块故障检测与诊断 (42)

5.3.3模拟量、开关量故障检测与诊断 (43)

5.4接口单元故障处置 (47)

5.4.1接口单元失效故障处置 (47)

5.4.2串口链路故障处置 (47)

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5.4.3模拟量故障处置 (49)

5.5系统接口单元恢复 (49)

5.6本章小结 (50)

第六章系统软件设计 (51)

6.1引言 (51)

6.2飞行控制软件设计的功能及组成 (51)

6.2.1飞行控制软件功能需求 (51)

6.2.2飞行控制软件总体架构 (52)

6.2.3飞行控制软件运行环境 (53)

6.3飞行控制软件运行流程 (54)

6.4飞行控制软件功能模块设计 (55)

6.4.1飞行控制与管理功能模块 (56)

6.4.2余度管理功能模块 (60)

6.4.3容错管理功能模块 (61)

6.5任务调度策略研究 (63)

6.5.1飞行控制软件多任务划分 (63)

6.5.2飞行控制软件任务优先级设计 (65)

6.5.3μC/OS-II任务调度策略 (66)

6.6本章小结 (67)

第七章仿真验证及结果分析 (68)

7.1引言 (68)

7.2半物理仿真平台搭建 (68)

7.3故障注入系统设计 (69)

7.3.1故障注入流程 (69)

7.3.2故障注入系统软件设计 (70)

7.4容错策略实验验证 (71)

7.4.1控制单元故障注入 (71)

7.4.2总线单元故障注入 (75)

7.4.3接口单元故障注入 (77)

7.5本章小结 (79)

第八章总结与展望 (81)

8.1课题工作总结 (81)

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8.2后续工作展望 (81)

参考文献 (83)

致谢 (86)

在学期间的研究成果及发表的学术论文 (87)

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