临近空间艇载计算机余度管理策略研究

《临近空间艇载计算机余度管理策略研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、December,2016Vol.47No.4(serialNo.166)航空电子技术AVIONICSTECHNOLOGY临近空间艇载计算机余度管理策略研究吕达，颜坤（北京临近空间飞艇技术开发有限公司，北京，100070）[摘要]平流层飞艇是可靠性要求很高的系统，需要由具有容错能力的艇载计算机来进行控制和管理。针对艇载计算机采用的余度结构进行了软件管理策略的研究和设计，提出了基于异构总线的握手机制节点故障检测方法、基于“看门狗”与“心跳”相结合的CPU故障检测方法、基于节点健康矩阵的互援式总线重构方法及基于有限状态机的多CPU并行处理系统自适应重构方法。故

2、障注入试验表明，艇载计算机在遇到故障时能实时检测出故障，诊断故障类型，并对故障进行处理，实现系统重构，保证了平流层飞艇长期驻空时的安全飞行。[关键词]平流层飞艇；容错；余度管理；CAN总线[中图分类号]TP302.8[文献标识码]A[DOI编码]10.3969/j.issn.1006-141X.2016.04.06[文章编号]1006-141X（2016）04-0028-06ResearchonRedundancyManagementofNearSpaceAirshipComputersLYUDa,YANKun(BeijingNearSpaceAirshi

3、pTechnologyResearchCompanyLimited,Beijing100070,China)Abstract:Nearspaceairshipneedscomputersystemswithfaulttolerancetoachievehighreliability.Basedontheredundancyhardwareofthecomputerusedinnearspaceairship,asoftwaremanagementstrategyisproposed.Thefaultcheckandreconstructionmethodf

4、ordatabusandmulti-CPUsystemareputforward.Thefaultinjectionexperimentsshowthat,whenfaulthappens,theredundantcomputercandetectanddiagnosethefaultinreal-time.Meanwhile,itcanalsohandlefaultandreconstruction,improvingthereliabilityofairshipcomputersystemandensuringfightairshipsafety.Ke

5、ywords:nearspaceairship;faulttolerance;redundancymanagement;CANbus各个分系统组成一个有机的整体，完成任务规划0引言要求的飞行任务、载荷任务，及时采集和下传遥平流层飞艇是一种轻于空气的浮空器，它依测数据和载荷信息，执行地面测控站的遥控指靠空气浮力驻空，可以长期悬浮于任意地理位置令，是空中和地面指挥系统的联系枢纽。因此，的平流层高空，全天候连续工作，特别适合我国艇载计算机的性能直接影响到飞艇平台完成任务国土与边境地区的对地观测应用。艇载计算机作的性能优劣，其可靠性决定了飞艇的生存能力。为飞艇平台

6、的综合管理中心将导航控制、环境控鉴于平流层飞艇具有长期驻空执行任务的特点，制、数据传输和天线、遥测遥控以及能源和推进因而增加了艇载计算机执行任务期间出现故障错•28•临近空间艇载计算机余度管理策略研究吕达等2016年12月第47卷第4期(总第166期)误的概率。为保证飞行安全，要求艇载计算机应硬件配置，采用了相似余度，各类通信单元接口具有功能完善、性能优秀、高稳定性与可靠性指都采用握手工作方式。2个中央处理单元各包含2标。路CAN接口、5路RS422接口，和DI及DO接鉴于单纯依靠提高元器件及部件的质量和提口，负责飞行控制律解算、数据管理、遥测遥控高装配工

7、艺质量很难达到提高艇载计算机可靠性及载荷管理等功能，为系统的主控单元。2个串行的要求，因此需要从艇载计算机的体系结构入口扩展单元各包含5路RS422总线，作为串行接口手，采用冗余设计，并配以合适的容错控制策略扩展单元，负责与RS422接口外设的输入输出信以保证飞行管理及控制的正确进行。息传输，包括信息的采集、预处理与输出，是系余度管理是艇载计算机设计的关键，它保证统的从属单元。2个1553B扩展单元各包含2路艇载计算机在遇到故障时能够实时检测出故障，1553B接口，负责与1553B接口外部节点的输入输诊断出故障类型，对故障处理并完成系统重构。出信息传输，其

8、中包括信息的采集、预处理与输合理的余度管理能够实时监控故障的发生，