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非相似交叉监控双余度飞控计算机架构设计与可靠性评估

作　者: 关玲玲
导　师: 周庆国；段富海
学　校: 兰州大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 飞控计算机同步 CCDL 余度管理 FTA 马尔可夫模型
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

在飞行控制系统中,飞行控制计算机是系统的核心部件,要求具有极高的可靠性,为满足此要求,飞控计算机设计采用硬件和软件相结合的余度技术。本论文提出了一种飞相似交叉监控双余度飞控计算机的架构设计,通过对系统的功能需求和可靠性分析,得到飞控计算机的余度配置方案。为满足飞控计算机系统可靠性指标(系统失效率λ小于10-5)和FO/FS(一次故障工作、二次故障安全)的容错等级,采用交叉监控异构型体系结构,共2个通道,每个通道2个支路,一个支路作为指令支路,另一个支路作为监控支路,当指令支路故障后,则切除该通道的输出。为了减少同态故障的威胁,飞控计算机采用非相似余度技术。论文详细介绍了系统的功能模块、操作模态(包括CPU模块、输入输出模块、通信模块、电源模块、余度控制模块、伺服放大模块和自检测模块)、体系结构以及设计中的关键技术,包括同步、交叉数据链CCDL、余度管理和软件设计等,讨论了系统的故障模式,以及通过基于硬件和软件相结合的余度技术实现系统的在线监控、系统故障诊断及恢复等。并运用故障树分析方法(FTA),分析了系统故障树模型,以及运用了网络分析法对系统的可靠性进行了定性分析。通过对系统状态分析,建立了马尔科夫可靠性模型,采用概率状态图(PSD)的方法,进行了数值性运算。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
第一章绪论  8-10
第二章飞控系统概述  10-12
第三章飞控计算机余度结构分析  12-17
  3.1 余度技术概述  12-13
  3.2 余度配置方案分析  13-15
    3.2.1 余度数分析  13-14
    3.2.2 余度结构分析  14-15
  3.3 余度管理  15-17
第四章非相似交叉监控双余度飞控计算机架构设计  17-46
  4.1 系统设计方案  17-22
    4.1.1 功能需求  17
    4.1.2 系统结构  17-22
    4.1.3 试验环境  22
  4.2 详细设计  22-46
    4.2.1 关键技术  22-41
    4.2.2 飞控计算机软件设计  41-46
第五章可靠性分析  46-58
  5.1 系统故障树模型  46-50
    5.1.1 硬件失效故障树模型  46-47
    5.1.2 软件失效故障树模型  47-48
    5.1.3 系统故障树模型  48-50
  5.2 网络分析法建立数学模型及算法  50-51
  5.3 马尔可夫模型  51-58
    5.3.1 系统状态分析  51-52
    5.3.2 构建模型  52-58
第六章总结与展望  58-60
  6.1 工作总结  58
  6.2 展望  58-60
参考文献  60-62
致谢  62-63
作者在学期间取得的学术成果  63

非相似交叉监控双余度飞控计算机架构设计与可靠性评估

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