Построение и исследование структуры бортового информационно-измерительного комплекса с повышенной отказоустойчивостью

• Автор: Новичков, Вадим Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил.

Глава 1 Исследование условий эксплуатации и методов повышения

отказоустойчивости бортовых информационно-измерительных комплексов

1.1 Информационно-измерительный комплекс летательного аппарата (авионика)

и его основные компоненты

1.2 Условия эксплуатации гражданских летательных аппаратов, виды и причины возникновения отказов авионики

1.3. Отказоустойчивость авионики, методы и способы повышения безотказности

ее компонентов

1.3.1. Общие вопросы анализа отказоустойчивости авионики

1.3.2. Обеспечение безотказности аппаратуры

1.3.3. Вопросы надежности программного обеспечения

1.4. Обоснование необходимости учета разнородности (разнотемповости) характера влияния внешних воздействий на возникновение отказов компонентов авионики при оценке ее отказоустойчивости
1 4.1. Особенности анализа функциональных отказов систем авионики в
расчетных условиях эксплуатации
1.4.2. Условия возникновения и характеристика отказов компонентов резервированной системы по причине внешних воздействий H1RF
1.4.3. Оценка значения вероятности отказа компонентов авионики по
причине внешних воздействий HIRF
1.4.4. Допущения, принимаемые при анализе отказоустойчивости авионики
в условиях разнотемповых внешних воздействий
1.5. Задачи исследования показателей отказоустойчивости авионики с совместным учетом внешних воздействий, имеющих разнородный (разнотемповый) характер влияния на процесс возникновения отказов
1.6. Выводы
Глава 2. Выбор отказоустойчивой структуры перспективного информационноизмерительного комплекса (авионики)
2 1. Анализ структур современных бортовых систем авионики
2.1.1. КСЦПНО для самолета Ил 96
2 1 2 Комплекс АРИА-200М самолета Бе-200ЧС
2.1 3. Бортовая модульная система EASy самолета Falcon 2000ЕХ
2.1.4. Обобщение описанных структур

2 2. Структура перспективной авионики, обеспечивающая повышенную
отказоустойчивость в условиях разнородных внешних воздействий
2 3. Выбор информационного канала для анализа отказоустойчивости авионики
2 4 Сравнительная оценка отказоустойчивости перспективной авионики по каналу определения пространственного положения методом имитационного моделирования
2.4.1. Структура информационного канала
2.4.2. Задача и методика проведения моделирования
2.4.3. Алгоритм моделирования
2.4.4 Результаты моделирования и их оценка
2 5 Выводы
Глава 3. Разработка программно-алгоритмических средств для расчета оценок
показателей отказоустойчивости с учетом разнородного (разнотемпового)
характера внешних воздействий
3.1. Модель процесса изменения состояния резервированной системы в условиях разнородных внешних воздействий
3.1.1. Выбор математического аппарата для целей аналитического моделирования
3.1.2. Разработка модели и формальное описание процесса изменения структуры перспективной системы
3 2. Разработка программно-алгоритмических средств
3 2.1. Требования к программному обеспечению
3.2.2. Обоснование выбора средств для программирования
3 2 3. Разработка алгоритма для расчета зависящих от времени значений
вероятностей состояний резервированной системы
3 2.4. Разработка алгоритма для расчета зависящего от времени значения вероятности функционального отказа перспективной резервированной
системы
3.2.5. Алгоритм расчета среднего времени и дисперсии времени до
функционального отказа резервированной системы
3.3 Сравнительная оценка результатов расчета показателей отказоустойчивости авионики по каналу пространственного положения по результатам проведенного аналитического и имитационного моделирования с учетом
разнородности характера внешних воздействий
3 4. Выводы

Глава 4 Применение полученных результатов при оценке характеристик
функциональной безотказности перспективного бортового информационноизмерительного комплекса (авионики)
4 1. Функциональное назначение, состав и структура перспективной авионики.. „131 4 2. Модель реконфигурируемого программного обеспечения для
перспективного отказоустойчивого информационно-измерительного
комплекса (авионики)
4 3. Оценка безотказности перспективной авионики по каналу определения
параметров пространственного положения в типовых условиях
4.4. Методика расчета основных показателей отказоустойчивости резервированной системы в условиях разнородных внешних воздействий
4.5. Оценка основных показателей откакзоустойчивости перспективного информационно-измерительного комплекса с применением разработанных средств
4.6. Выводы
Заключение
Литература
Приложения

сохранения работоспособности системы СЭИ-85 при возникновении отказов ее подсистем, которые обнаруживаются с помощью встроенного контроля работоспособности как всей системы, так и каждого ее блока в отдельности.
Структура информационных потоков в СЭИ упрощенно может быть представлена в виде схемы, показанной на рис. 1.3, где отсутствует вывод управляющей информации на исполнительные устройства, элементы конструкции и силовую установку. Управление исполнительными устройствами, элементами конструкции и силовой установкой на самолете Ил 96-300 осуществляется с помощью другого канала, имеющего свой пульт управления (ПУ ВСУТ) и резервированные блоки с вычислителями (ВСУП и ВСУТ), информация с которых поступает на БВФ СЭИ (см. рис. 2 1). При объединении этих двух каналов можно получить схему, показанную на рис. 1.3.
С точки зрения обеспечения отказоустойчивости СЭИ по обработке информации целесообразно рассмотреть ее блоки БВФ подробнее.
Каждый БВФ выполняет следующие функции: подготавливает данные для отображения пилотажной информации, подготавливает данные для отображения навигационной карты и формирует информацию о состоянии систем и агрегатов JIA. При этом каждый из блоков БВФ-2 содержит по три процессорных модуля, с помощью каждого из которых выполняется одна из трех описанных функций — решается своя функциональная задача.
Следует отметить, что помимо функциональных задач каждый блок БВФ-2 решает и технические задачи, такие как выполнение функций процессора, прием 100 разовых команд (РК), прием и выдача информации по KJIC, прием информации от метеолокатора, выдача 6-и РК и выдача трех различных звуковых сигналов (ЗС) по одному каналу.
Упрощенная структурная схема одного из идентичных блоков БВФ-2 показана на рис 2.2.
В состав БВФ-2 входят следующие модули:
- три модуля процессора МПР-7, каждый из которых состоит из двух самостоятельных процессоров, имеющих идентичное аппаратное построение. В состав каждого процессора входят однокристальный микропроцессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство отладчика (ПЗУ), регистр начального пуска RG SEL, диспетчер памяти (ДП), шинный формирователь (ШФ) и регистр номера процессора. ОЗУ каждого процессора, которое по сути является двухвходовым, и ПЗУ отладчика, которые расположены на внутреннем канале обмена модуля МПР-7;
-два модуля запоминающих устройств МЗУ-10, являющихся постоянным запоминающим устройством и содержащих коды программ, реализующих алгоритмы функциональных задач;