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综合航空电子信息处理系统性能评估仿真建模研究

作　者: 李全军
导　师: 张安
学　校: 西北工业大学
专　业: 系统工程
关键词: 航空电子综合化系统系统性能评价实时性信息处理能力系统资源配置多线程技术
分类号: V243
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 3次
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内容摘要

近20年来,伴随着总线技术和微处理器技术的发展,多处理器技术在控制领域得到了广泛的应用,航空电子系统也从集中分布式发展到分布式结构。分布式航电系统无论在信息处理速度、容量,还是在系统重构的灵活性和可靠性等方面都远远优于集中分布式航电系统。但是集中分布式航电系统也并不是一无是处,其在系统构型、系统控制方式等方面也有很多优势,也有其存在的价值,目前我国正在致力于该型飞机的开发和研制改型工作。如何利用现有技术构造具有优越性能的新一代航电系统,需要准确分析具有不同结构的综合航电系统的性能。系统性能评价是计算机系统和计算机网络发展的重要理论基础和支撑技术。对系统进行性能评价的目的主要有三个:选择、设计和改进。通过系统性能评价可以在众多的设计方案中,选择性能价格比较好的系统;可以为系统的设计和实施提供必要的理论基础,以实现系统的最佳设计和配置;可以对已有的系统进行完善和改进,提高系统的运行效率。通过航电系统的发展历程,可以看出无论是新技术在航电系统中的引入,还是新的系统构型的提出,无非是为了增强系统的实时性,提高系统的可靠性,增加系统功能,降低系统的生产和维护成本。航电系统的信息处理能力、实时性、可靠性、重构能力以及系统成本,成为评价一个系统优劣的主要性能指标。本文主要围绕这几个性能指标的评估分析,展开了航电系统性能评估的研究。文章首先深入地分析了集中分布式和分布式两种综合航电系统的系统结构和运行机制,在系统结构及其可扩展性、可靠性、重构能力和容错自维护能力等方面进行了详细的比较。然后利用排队论理论和马尔科夫有限状态机对综合航电系统的处理能力进行了定义和分析,系统的信息处理能力是反映系统性能的综合性性能指标,它通过系统处于工作状态中的概率,来体现系统的实时性、处理能力、系统资源配置的合理性。在系统的实时性量化分析方面利用多线程技术并行仿真了各个子系统和数据总线系统,给出了系统任务的定义及其延迟时间的大小。最后利用数理统计的方法对综合航电系统仿真试验室或飞机实际飞行打靶中所记录的1553B总线数据进行了分析,给出了影响综合航电总线系统性能的13个性能指标,并以图形化的方式给出了各个性能指标随着航电系统工作的变化情况。以上工作都在实际中得到了相应的验证评估,其结果与真实值相符合,本文的理论结果以及评估测试系统可直接应用于综合航电系统的设计、评估测试中,是综合航电系统设计强有力的辅助工具。

全文目录

第一章绪论  10-20
  1.1 航空电子综合化系统  10-15
    1.1.1 综合航电系统的作用  10-11
    1.1.2 综合航电系统的特征  11-12
    1.1.3 综合航电系统结构的发展  12-15
  1.2 综合航电系统性能评价  15-17
    1.2.1 航电系统性能评价的目的  15-16
    1.2.2 航电系统性能评价的指标  16-17
    1.2.3 性能评价的方法  17
  1.3 课题研究的背景及任务  17-18
  1.4 本章小结  18-20
第二章综合航电信息处理系统结构分析  20-34
  2.1 分布式信息处理控制系统  20-27
    2.1.1 分布式系统的控制方式  20-21
    2.1.2 分布式系统的拓扑结构  21-23
    2.1.3 分布式系统的操作系统  23-27
  2.2 集中分布式综合航电系统  27-30
    2.2.1 信息处理系统构成  28
    2.2.2 系统运行机制  28-29
    2.2.3 信息处理系统结构特性分析  29-30
  2.3 分布式综合航电系统  30-33
    2.3.1 信息处理系统构成  30-32
    2.3.2 系统运行机制  32
    2.3.3 信息处理系统结构特性分析  32-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章综合航电系统处理能力分析  34-48
  3.1 信息处理能力及其分析方法  34-40
    3.1.1 信息处理能力的定义  34
    3.1.2 信息处理能力分析方法  34-40
  3.2 综合航电系统处理能力分析  40-47
    3.2.1 集中分布式航电系统处理能力分析  40-43
    3.2.2 分布式航电系统处理能力分析  43-45
    3.2.3 综合航电系统处理能力比较  45-47
  3.3 本章小结  47-48
第四章综合航电系统实时性分析  48-64
  4.1 综合航电系统实时性定义  48-51
    4.1.1 集中分布式综合航电系统实时性  48-50
    4.1.2 分布式综合航电系统实时性  50-51
  4.2 实时性评估建模  51-56
    4.2.1 综合航电系统仿真模型  51-53
    4.2.2 综合航电系统实时性评估仿真  53-56
  4.3 实例仿真分析  56-62
    4.3.1 集中分布式航电系统仿真实例  56-60
    4.3.2 分布式航电系统仿真实例  60-62
  4.4 本章小结  62-64
第五章基于实验数据的航电总线系统性能分析  64-78
  5.1 航电总线系统性能评价的目标  64-66
    5.1.1 总线系统性能指标  64-65
    5.1.2 总线系统性能评价的目标  65-66
  5.2 航电总线系统性能评估仿真模型  66-72
    5.2.1 总线系统性能评估总体方案  66-67
    5.2.2 系统性能评估系统仿真模型  67-72
  5.3 总线性能评估仿真结果分析  72-77
  5.4 本章小结  77-78
第六章总结与展望  78-82
  6.1 研究意义  78
  6.2 主要成果  78-80
  6.3 研究展望  80-82
参考文献  82-84
发表论文和参加科研情况说明  84-86
致谢  86-87
西北工业大学业学位论文知识产权声明书  87
西北工业大学学位论文原创性声明  87

综合航空电子信息处理系统性能评估仿真建模研究

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