Научные основы создания отказоустойчивых интегрированных вычислительных комплексов систем управления летательными аппаратами

• Автор: Воробьев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 332 с. : ил.

1.1. Анализ методов оценки надежности интегрированных вычислительных комплексов.

1.2. Математические модели и последовательность оценки надежности вычислительных комплексов с учетом избыточности.
1.3. Задача оптимального резервирования элементов интегрированных вычислительных комплексов.

1.4. Оптимизация систем бортового управления дискриминационным методом

1.5. Выводы по главе 1 и постановка задачи исследования.

Глава 2. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ИНТЕГРИРОВАННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ .
2.1. Анализ и синтез оптимальных законов управления самолетами с помощью принципа динамического программирования

2.2. Способы повышения надежности комплексных систем управления

2.3. Математические методы прогнозирования перспективности комплексных систем управления по основным показателям качества

2.4. Выводы по главе

Глава 3. СПОСОБЫ И ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ

ИНТЕГРИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ С ПОВЫШЕННОЙ НАДЕЖНОСТЬЮ
3.1. Способы построения комплексных систем управления летательными аппаратами .
3.2. Системы автоматического управления летательными аппаратами .
3.3. Выводы по главе
Глава 4. МЕТОДЫ И МОДЕЛИ ПОЛУНАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ
ИНТЕГРИРОВАННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ.
4.1. Применение методов автоматизированного моделирования при полу натурных испытаниях вычислительных комплексов систем управления
4.2. Выбор вычислительных процедур и тактов интегрирования дифференциальных уравнений полета летательного аппарата и составление структурных схем комплексной системы автоматического управления
4.3. Выводы по главе
Глава 5.СТЕНДОВЫЕ И ЛЕТНОКОНСТРУКТОРСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ИНТЕГРИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ
5.1. Стендовые испытания систем управления авиационными комплексами
5.2. Применение мобильного отладочного стенда при летноконструкторских испытаниях систем управления.
5.3. Повышение достоверности оценок надежности комплексных систем управления на основе теоремы Байеса с использованием данных летных испытаний
5.4. Выводы по главе
Глава 6. МЕТОДЫ ОЦЕНОК НАДЕЖНОСТИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНТЕГРИРОВАННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ СИСГЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ .
6.1. Математические модели оценки надежности программного обеспечения и способы отладки рабочих программ
6.2. Методы разделения классов случайных ошибок в программном обеспечении
6.3. Формирование алгоритмов резервирования и контроля вычислительных комплексов систем управления
6.4. Оценка интенсивности отказов на основе построения графов состояний.
6.5. Выводы по главе
Глава 7. МЕТОДЫ И КРИТЕРИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО
ТЕСТИРОВАНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ НА ОСНОВЕ ЭТАЛОННОЙ МОДЕЛИ .
7.1. Технология тестирования программного обеспечения методов сравнения с эталонной моделью.
7.2. Методика и критерии выбора воздействий при тестировании программного обеспечения методом сравнения с эталонной модели
7.3. Критерии автоматической оценки результатов тестирования .
7.4. Проверка формирования параметров предельных режимов полета алгоритмами СОС системы управления КСУ.
7.5. Выводы по главе
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЯ .
1. Интегрированный вычислительный комплекс
1.1. Архитектура бортовой цифровой вычислительной машины и программное обеспечение .I
1.2. Применение стенда с МВС4 для отладки программного обеспечения.
1.3. Тестирование рабочих программ
2. Специализированный вычислитель ВУ7 .
3. Акты внедрения.
ВВЕДЕНИЕ


В качестве начального состояния процесса оптимизации может быть взято, например, xi0 для всех i 1, . Перед км к0, 1, 2, . В систему добавляется резервный элемент с таким номером у, для которого выполняется условие х x,. Процедура продолжается до момента останова на такой шаге , когда впервые нарушается условие СХУ 7 Со для прямой задачи или Xx для обратной . Известно, что если все элементы характеризуются одинаковой стоимостью, т. С, то метод покоординатного спуска позволяет найти глобальный условный экстремум для любых монотонно возрастающих выпуклых вверх функций i при ограничении х. О Л2 x Л ix1 ix О в точке останова соблюдается точное выполнение X Со или X 0. Каждому вектору X лу , . X и показатель затрат СХ. X шах ЦХ СХ СХк 1. С помощью метода наискорейшего покоординатного спуска строится подпоследовательность полной последовательности доминирующих векторов. Задачу оптимального резервирования можно весьма просто решить приближенно, если выполняется условия при x,v,0 1, где x,
вероятность отказа гй части комплекса, при х резервных элементах. Xi После несложных подстановок искомое значение может
быть найдено из решения уравнения О,х, с,1. Решить прямую задачу можно, используя многократно решение обратной задачи с помощью какоголибо интерполяционного метода . Л А i x0,, 1. Х0, где X7 функция, обратная X. Уравнения 1. О 0, р0 0, i рХ с,Х,Х где целая часть числа . Ху х, 1, X х2 2, . У, . Двумерные векторы Лгол ,. Любые мерные векторы ,2, . Хпх п з1,2,. ОДЦ,. Подобная процедура продолжается до тех пор, пока не будут найдены одномерные х 7 1, . X1,2,. Л,2,. ХЮ, Х,2 Хза. Х,2, Х. Х.6. Хп . Множество решений X, получаемых методов покоординатного спуска, является подмножеством множества решений X, образующих доминирующую последовательность, т. X, в пространстве ЦХ, СХ. Абсолютная погрешность решения, получаемого методом покоординатного спуска, не превышает АС щах с, Относительная точность метода
покоординатного спуска возрастает при расширении области допустимых решений. В то же время с расширением области допустимых решений существенно возрастает трудоемкость решения задачи методом динамического программирования или его модификаций. Оптимизация ИВК систем бортового управления дискриминационным методом. Семейство дискриминационных методов предполагает наложение шраничений на критерии на основе некоторой системы требований, предъявляемой к оптимальному решению. Дискриминационный метод применим к оптимизации комплекса, которая состоит из отдельных частей. Отказ любой из них приводит к отказу всей системы в целом. Каждая из подсистем может быть реализована и способами, характеризующимися различными значениями техникоэкономических параметров, например, надежностью, весом, стоимостью, габаритами, энергопотреблением и т. Требуется определить вариант комплекса т. Р и обеспечивает успешное решение всех задач, поставленных перед комплексом, с вероятностями не ниже заданных управлений, при этом затраты не должны превосходить заданной границы. Ру ГРит 1. Р О 2 р Р 1 1. V ри,р р 1,. У,итеи, 0 1 п 1. П ,. Задачи 1. V,, 1. Рит. Задача оптимизации решается при минимизации максимизации одного критерия, тогда как ограничения накладываются на все оставшиеся параметры комплекса. Одним из подходов к решению проблемы выбора является следующая итерационная процедура. Поочередно производится отсев по каждому из
критериев. Для этого, рассматривая каждый критерий, для каждой из п подсистем упорядочим все по возрастанию, согласно значениям рассматриваегчого критерия. Сумма первых значений упорядоченных типов элементов, представляет необходимый минимум ресурсов для формирования комплекса. Очевидно, что эта сумма должна быть меньше ограничения на текущий критерий, как необходимое условие существования допустимых решений. Следующим шагом является определения допуска для. Все элементы утой части комплекса, превосходящие значение допуска, отбрасываются и в дальнейшем уже не рассматриваются. Рассмотрев все критерии, выполняем следующую итерацию. Процедура заканчивается, когда отсев элементов больше не происходит.