复杂体系的动态适应性结构设计

针对战场环境的动态不确定性及其所产生的系列问题,并根据复杂体系的概念和特性,提出了采用多功能性冗余元的设计思想进行复杂体系的动态适应性结构设计.在此基础上,分析了多功能性冗余元及其调度中心的工作原理,充分利用冗余元知识库中知识对体系的协助请求消息进行匹配,并遵循一定的协作策略,使冗余元能够灵活地发挥其功能,重新进行复杂体系结构的有效构造,从而适应新的任务环境,并为复杂体系的构建以及体系改进和优化提供一定的理论指导.     

使用FPGA设计高可靠SpaceWire路由器

为了提高系统的可靠性和可用性，提出一种基于静态随机存取存储器（Static Random-Access Memory,SRAM）型现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）的SpaceWire路由器设计方法。路由器通过系统级三模冗余技术加固，采用基于位流重定位的动态部分刷新技术修复系统中发生的软故障，并提出一种基于工作输入和健康现态的实时状态同步方法，以确保故障模块修复后的状态与其他模块同步。因此，该系统能够进行错误掩蔽和自我修复。在Xilinx Virtex-5 FPGA开发板ML507上对所提出的路由器系统结构和设计方法进行实现和验证。实验结果表明，路由器的可靠性和可用性显著增加，且系统的实时性很好，能保证路由器在整个工作过程中提供正常服务而不会引起系统功能中断或延迟；位流重定位技术的采用将所需存储空间减少三分之二，同时也降低了原始位流本身故障的可能性。     

现代故障诊断技术研究现状与趋势

回顾了状态监测与故障诊断技术的发展历史,归纳和总结了基于系统数学模型、基于系统输入输出信号处理以及基于人工智能等途径的故障诊断方法。从混合智能诊断技术、BIT技术、远程协作诊断技术3个方面,对现代故障诊断技术的发展趋势和有待解决的问题进行了分析与探讨。提出了故障诊断领域目前和将来的研究方向。     

基于途径概念的数据融合方法

目前在多传感器条件下提升数据精度的基本方法是状态估计,其中最常用的方法是卡尔曼滤波及其变形算法.由于卡尔曼滤波是依靠时间积累来增加信息量、提高数据精度,因而其收敛速度不可避免地要受到时间因素的影响.另外卡尔曼滤波作为单纯的数据处理方法也无法利用观测系统中一些已知的物理信息.提出了基于途径概念的数据融合方法,它打破了机械的"传感器融合"的概念束缚,有效地帮助人们挖掘和利用潜在的冗余信息,使多传感器信息能够迅速得到充分利用,从而使收敛速度得到提高.基于途径的数据融合方法并未提供一套固定的算法,它提供的只是一套处理规则.     

冗余捷联惯组信息容错管理算法

对于单机多表斜置冗余捷联惯组的故障诊断、隔离和重构,提出无迹卡尔曼滤波结合三交叉容错融合方法。考虑各误差项,对不同的冗余配置建立统一数学模型。通过三交叉重构模型的设计可快速隔离一度故障并输出正确结果,对被隔离的故障表各误差系数采用无迹卡尔曼滤波方法标定,可辨识因误差系数改变而引起的软故障。以单机五陀螺的两种误差系数软故障为例仿真验证了冗余捷联惯组信息容错管理算法的正确性。     

改进的四陀螺冗余捷联惯组故障诊断与隔离方法

四个陀螺和四个加速度计构成的冗余捷联惯组系统,采用等价空间法——广义似然比法、最优奇偶向量法进行故障诊断与隔离时,会出现不能正确隔离出故障仪表的问题。分析后得出,存在一个余度时,等价空间法只能诊断出故障,而无法隔离故障仪表,这是由等价空间法的原理决定的。小波变换可对信号进行多尺度分析,能够准确地找出信号奇异点——幅值突变和频率突变等。基于以上问题,利用小波变换对突变信号敏感的特性,提出等价空间+小波变换的组合方法,对四陀螺冗余捷联惯组进行故障诊断与隔离。数字仿真试验证明:对于阶跃型故障,该组合方法能诊断故障并能成功进行故障隔离。     

基于H.264视频报文内容的不等差错保护算法

文章旨在提出一种无线网络中基于视频报文的不等差错保护方法。文中根据视频分组的帧类型和GOP位置将其按照重要性分级,得到各重要性等级的分组丢失与视频质量衰减之间的关系,建立基于线性编码的冗余带宽分配模型,研究不同冗余带宽条件下不等差错保护方法性能。仿真实验证明,文章所提出的基于帧类型和GOP位置的视频报文重要性分级的方法是有效的,基于线性编码的不等差错保护方法较之均等差错保护、基于帧类型的不等差错保护方法具有更好的性能。     

一种改进的旋转CRC数据校验设计方法

旋转CRC同时使用两个生成多项式产生校验数据。之前的方法校验能力弱,报文丢失后的检错失效率很高。提出了一种新的旋转CRC设计方法,通过比较,选取合适的更高次的生成多项式组合,并且修改了检验生成与检测机制,形成MR-CRC。FPGA实现结果表明,这种方法能够在较低逻辑复杂度的基础上提高校验能力,从而改善数据通信的可靠性,而且对系统性能影响甚小。通过比较16位MR-CRC与32位传统CRC的实现数据发现,前者在所用资源减少10%的情况下,频率提高了25%。