《機電系統的匯流排綜合管理》是2010年國防工業出版社出版的圖書。
基本介紹
- 書名：機電系統的匯流排綜合管理
- 作者：王占林，陳娟
- ISBN： 9787118067170
- 類別： 圖書 >> 工業技術 >> 電工技術 >> 電機
- 定價：￥58.00
- 出版社：國防工業出版社
- 出版時間：2010-6-1
- 開本：16開
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書對機電系統的匯流排綜合管理進行了論述，主要包括匯流排綜合管理的概念、發展概況及常用現場匯流排基於MIL-STD-15538匯流排控管的機載機電系統分散式實時仿真平台的軟硬體拓撲結構，多處理機多任務的分配與調度及匯流排管理下的容錯與余度技術，機載機電子系統的建模與控制，基於匯流排的分散式系統故障注入及故障診斷與監控，分布實時資料庫結構與管理，基於匯流排的多機電系統控管仿真平台實驗研究，PROFIBUS-DP現場匯流排及其套用，CAN、SERCOS現場匯流排及其套用，VXl匯流排和PXl測控匯流排及其套用等。本書內容新穎，結合工程實際，介紹了多種常用匯流排，提供了基於匯流排的綜合控制管理方法與管理策略，這些管理方法與策略具有一定的共性與工程實用參考價值。
本書可供從事機電系統控制，特別是多機電系統控制與管理的工程技術人員參考，也可作為高等學校相關專業的教學用書。
目錄
第1章 緒論……1
1.1 機載機電綜合管理系統……1
1.2 國外機載機電綜合管理系統的發展簡況……2
1.3 國內機載機電綜合管理系統的發展……4
1.4 匯流排技術發展概況……5
1.4.1 ARINC429 ……5
1.4.2 ARINC629 ……6
1.4.3 光纖匯流排……7
1.4.4 SCI匯流排……8
1.4.5 AFDX(ARINC664)……9
1.4.6 1553B匯流排……10
1.4.7 1773B匯流排……10
1.4.8 高速數據匯流排HSDB……11
1.4.9 CAN匯流排……11
1.4.10 快速乙太網……12
1.4.11 VXI和PXI匯流排……15
1.4.12 PROFIBUS匯流排……16
1.4.13 SERCOS匯流排……16
1.4.14 航空電子統一網路……17
1.5 本書內容安排……18
參考文獻……19
第2章 分散式混合實時仿真平台……20
2.1 仿真系統的研究目標……20
2.2 分散式實時仿真系統的仿真特性……21
2.3 仿真平台的拓撲結構……21
2.4 仿真平台的硬體結構……23
2.5 實時作業系統的選擇……24
2.5.1 WindowsNT+RTX的形式……24
2.5.2 Linux+RTLinux的形式……25
2.5.3 多執行緒模型……26
2.5.4 基於POSIX的多執行緒實現方法……28
2.6 仿真平台的軟體結構……31
2.7 1553B匯流排通信設計……32
2.7.1 1553B匯流排概述……32
2.7.2 匯流排控制器(BC)軟體設計……37
2.7.3 遠程終端(RT)軟體設計……40
2.7.4 1553B訊息傳輸方式……43
2.7.5 1553B通信實例設計……45
2.8 1553B匯流排通信時鐘同步策略……50
2.8.1 1553B匯流排的技術指標分析……50
2.8.2 機電綜合仿真平台的容錯時鐘同步策略……53
2.9 可靠性分析……56
2.9.1 全透明結構可靠性模型……56
2.9.2 綜合管理系統可靠性計算……58
參考文獻……58
第3章 多處理機多任務的分配與調度……60
3.1 機電系統綜合控制管理任務……60
3.1.1 機電系統綜合控制管理任務特點……61
3.1.2 實時任務執行關係……62
3.1.3 匯流排管理下的容錯與重構機制及其實現……62
3.2 靜態負載分配算法的研究……65
3.2.1 基於圖論的調度算法……65
3.2.2 整數規劃方法……66
3.2.3 分枝限界法……66
3.2.4 啟發式算法……66
3.2.5 仿真平台任務分配算法……67
3.2.6 算法穩定性及性能分析……71
3.2.7 鄰域搜尋遺傳算法(ADGA) ……72
3.2.8 基於蟻群算法的靜態任務調度算法的設計……80
3.3 仿真平台動態任務調度研究……90
3.3.1 動態任務調度基本概念……90
3.3.2 仿真平台動態任務調度算法(任務轉移) ……91
3.3.3 動態喚醒(系統重構)……92
3.4 基於MAS的動態任務調度算法……93
3.4.1 Multi Agent System(MAS)的組織結構分析……93
3.4.2 基於招標機制的動態任務調度策略……94
3.4.3 算法分析……97
3.5 動態反饋自適應任務調度……99
3.5.1 方案設計……99
3.5.2 調度算法……101
3.6 流體動力學負載平衡方法與實現……108
3.6.1 問題的形成……108
3.6.2 流體動力學負載平衡方法……109
3.6.3 收斂特性分析……111
3.6.4 動態任務調度算法的實現……116
3.7 動態容錯算法研究……117
3.7.1 輪轉容錯方法研究……118
3.7.2 輪轉容錯方法可靠性分析……119
3.7.3 多餘度輪轉容錯方法設計……121
3.8 任務模型、任務調度算法模型、雙層任務調度算法……122
3.8.1 任務調度途徑選擇……122
3.8.2 任務調度方法確定……123
3.8.3 任務調度算法模型分析……124
3.8.4 外層任務調度算法……128
3.8.5 內層任務調度算法……133
參考文獻……136
第4章 機電子系統建模與控制……141
4.1 一般伺服系統的建模……141
4.2 防滑剎車子系統……142
4.3 起落架收放系統仿真……146
4.3.1 起落架簡化圖……147
4.3.2 起落架運動學和動力學模型……147
4.3.3 起落架收放系統的仿真系統……151
4.4 前輪轉彎系統……152
4.4.1 飛機地面運動的運動學和動力學模型……153
4.4.2 飛機地面運動的限制……156
4.4.3 前輪轉彎運動的仿真模型……157
4.5 電源系統的建模與仿真……159
4.5.1 電源系統的工作原理……159
4.5.2 飛機交流電源系統的數學模型……160
4.5.3 交流電源系統控制模型……163
4.5.4 電源系統仿真……164
4.6 環控系統的建模與分析……165
4.6.1 環控系統的工作原理……165
4.6.2 環控系統數學模型的建立……166
4.6.3 環控系統的仿真結果……171
4.7 燃油系統的建模與仿真……172
4.7.1 燃油系統的工作原理……172
4.7.2 燃油系統的數學模型……173
4.8 液壓系統的建模和仿真……175
4.8.1 液壓能源系統的工作原理……175
4.8.2 微機控制液壓泵恆壓控制的數學模型……176
4.8.3 恆壓變數泵仿真結果……178
4.9 子系統控制性能的分析與方法設計……179
4.9.1 網路控制時滯環節對系統性能的影響……179
4.9.2 分散式網路控制時滯控制器的設計……181
4.9.3 時滯環節的辨識設計……186
參考文獻……189
第5章 故障注入系統及故障診斷與監控……191
5.1 故障注入系統設計……191
5.1.1 故障模型庫……192
5.1.2 故障注入器設計……193
5.1.3 仿真實例合成器……195
5.1.4 故障處理器……196
5.1.5 執行過程……196
5.2 分散式系統級故障診斷……197
5.2.1 處理機故障診斷……197
5.2.2 通信鏈路故障診斷……200
5.3 環境控制系統控制通道的故障診斷……201
5.3.1 系統的故障分析……201
5.3.2 座艙供氣控制系統的故障診斷方案……202
5.3.3 基於特徵結構配置的作動器的故障診斷方法……202
5.3.4 基於特徵結構配置方法的環控系統作動器的故障診斷……207
5.3.5 環控系統作動器故障診斷仿真研究……208
5.3.6 基於卡爾曼濾波的感測器的故障診斷研究……209
5.3.7 環控系統的故障檢測方法研究……213
5.3.8 專家系統的引入……216
5.4 剎車防滑控制系統的故障診斷研究……222
5.4.1 人工神經網路原理及其BP算法……223
5.4.2 模糊神經網路及其故障診斷方法……226
5.4.3 基於基本MLP與模糊神經網路的剎車系統的故障診斷研究……228
5.4.4 剎車系統故障診斷的總體方案……229
5.4.5 模糊量化……230
5.4.6 剎車系統故障診斷的仿真研究……231
參考文獻……232
第6章 分散式資料庫系統研究及仿真套用……233
6.1 分散式資料庫系統……233
6.1.1 發展趨勢……233
6.1.2 定義及特點……235
6.1.3 數據分片及分布……236
6.1.4 體系結構……237
6.1.5 設計流程……238
6.2 分散式仿真資料庫系統……240
6.2.1 仿真技術概述……240
6.2.2 分散式仿真數據……241
6.2.3 分散式實時資料庫系統……245
6.2.4 分散式仿真資料庫設計
實例……246
參考文獻……254
第7章 系統仿真平台試驗研究……255
7.1 仿真平台試驗設備……255
7.1.1 試驗平台組成……255
7.1.2 初始參數……255
7.2 仿真實例合成……257
7.3 傳遞時間預估……258
7.3.1 任務執行時間預估……258
7.3.2 訊息傳輸時間預估……258
7.4 1553B匯流排傳輸時延測試……260
7.4.1 傳輸時延測試方法一……260
7.4.2 傳輸時延測試方法二……260
7.5 系統綜合試驗……262
7.6 任務調度與容錯結果分析……264
7.6.1 靜態調度結果分析……264
7.6.2 動態容錯結果分析……265
7.6.3 處理機故障時動態任務調度……265
參考文獻……267
第8章 PROFIBUS DP現場匯流排及套用……268
8.1 PROFIBUS現場匯流排……268
8.1.1 概述……268
8.1.2 PROFIBUS DP的物理層……269
8.1.3 PROFIBUS DP數據鏈路層……271
8.1.4 PROFIBUS DP用戶層……278
8.2 PROFIBUS DP現場匯流排在工程機械液壓底盤模擬試驗台上的套用……281
8.2.1 試驗台的總體方案概述……281
8.2.2 測控系統的體系結構……283
8.3 PROFIBUS DP網路控制系統時延分析……288
8.3.1 PROFIBUS DP網路控制信息傳輸的時延分析……288
8.3.2 PROFIBUS DP網路時延分析及最大時延的估算……290
8.3.3 PROFIBUS DP網路時延的簡化……299
8.4 網路時延導致系統性能下降的補償方法……300
參考文獻……302
第9章 CAN、SERCOS匯流排及其套用……303
9.1 CAN現場匯流排……303
9.1.1 概述……303
9.1.2 CAN匯流排的發展……303
9.1.3 CAN匯流排工作過程……303
9.1.4 CAN匯流排的主要特性……304
9.1.5 CAN匯流排的數值特性……304
9.1.6 CAN匯流排的傳輸距離……305
9.1.7 CAN匯流排的技術規範……305
9.1.8 CAN展望……307
9.2 CAN 匯流排在液壓關節機器人上的套用……307
9.2.1 液壓關節機器人……307
9.2.2 控制系統的總體結構……308
9.2.3 控制系統上位機設計……309
9.2.4 控制系統下位機設計……311
9.3 CAN 匯流排在飛控仿真平台上的套用……316
9.3.1 硬體結構……316
9.3.2 軟體結構……317
9.4 1553B匯流排與CAN匯流排比較分析……318
9.4.1 協定上的比較……318
9.4.2 傳輸性能上的比較……319
9.5 SERCOS匯流排及其在姿態模擬系統中的套用……322
9.5.1 SERCOS匯流排……322
9.5.2 艦艇姿態模擬系統的控制系統……323
參考文獻……324
第10章 測試匯流排……325
10.1 測控匯流排的概述……325
10.2 VXI匯流排測試系統……326
10.2.1 VXI匯流排技術的產生與發展……326
10.2.2 VXI匯流排測試系統設計……326
10.2.3 VXI匯流排技術在液壓測試系統中的套用……332
10.3 PXI現場匯流排及套用……339
10.3.1 虛擬儀器……339
10.3.2 PXI匯流排測試系統……342
參考文獻……349"
1.1 機載機電綜合管理系統……1
1.2 國外機載機電綜合管理系統的發展簡況……2
1.3 國內機載機電綜合管理系統的發展……4
1.4 匯流排技術發展概況……5
1.4.1 ARINC429 ……5
1.4.2 ARINC629 ……6
1.4.3 光纖匯流排……7
1.4.4 SCI匯流排……8
1.4.5 AFDX(ARINC664)……9
1.4.6 1553B匯流排……10
1.4.7 1773B匯流排……10
1.4.8 高速數據匯流排HSDB……11
1.4.9 CAN匯流排……11
1.4.10 快速乙太網……12
1.4.11 VXI和PXI匯流排……15
1.4.12 PROFIBUS匯流排……16
1.4.13 SERCOS匯流排……16
1.4.14 航空電子統一網路……17
1.5 本書內容安排……18
參考文獻……19
第2章 分散式混合實時仿真平台……20
2.1 仿真系統的研究目標……20
2.2 分散式實時仿真系統的仿真特性……21
2.3 仿真平台的拓撲結構……21
2.4 仿真平台的硬體結構……23
2.5 實時作業系統的選擇……24
2.5.1 WindowsNT+RTX的形式……24
2.5.2 Linux+RTLinux的形式……25
2.5.3 多執行緒模型……26
2.5.4 基於POSIX的多執行緒實現方法……28
2.6 仿真平台的軟體結構……31
2.7 1553B匯流排通信設計……32
2.7.1 1553B匯流排概述……32
2.7.2 匯流排控制器(BC)軟體設計……37
2.7.3 遠程終端(RT)軟體設計……40
2.7.4 1553B訊息傳輸方式……43
2.7.5 1553B通信實例設計……45
2.8 1553B匯流排通信時鐘同步策略……50
2.8.1 1553B匯流排的技術指標分析……50
2.8.2 機電綜合仿真平台的容錯時鐘同步策略……53
2.9 可靠性分析……56
2.9.1 全透明結構可靠性模型……56
2.9.2 綜合管理系統可靠性計算……58
參考文獻……58
第3章 多處理機多任務的分配與調度……60
3.1 機電系統綜合控制管理任務……60
3.1.1 機電系統綜合控制管理任務特點……61
3.1.2 實時任務執行關係……62
3.1.3 匯流排管理下的容錯與重構機制及其實現……62
3.2 靜態負載分配算法的研究……65
3.2.1 基於圖論的調度算法……65
3.2.2 整數規劃方法……66
3.2.3 分枝限界法……66
3.2.4 啟發式算法……66
3.2.5 仿真平台任務分配算法……67
3.2.6 算法穩定性及性能分析……71
3.2.7 鄰域搜尋遺傳算法(ADGA) ……72
3.2.8 基於蟻群算法的靜態任務調度算法的設計……80
3.3 仿真平台動態任務調度研究……90
3.3.1 動態任務調度基本概念……90
3.3.2 仿真平台動態任務調度算法(任務轉移) ……91
3.3.3 動態喚醒(系統重構)……92
3.4 基於MAS的動態任務調度算法……93
3.4.1 Multi Agent System(MAS)的組織結構分析……93
3.4.2 基於招標機制的動態任務調度策略……94
3.4.3 算法分析……97
3.5 動態反饋自適應任務調度……99
3.5.1 方案設計……99
3.5.2 調度算法……101
3.6 流體動力學負載平衡方法與實現……108
3.6.1 問題的形成……108
3.6.2 流體動力學負載平衡方法……109
3.6.3 收斂特性分析……111
3.6.4 動態任務調度算法的實現……116
3.7 動態容錯算法研究……117
3.7.1 輪轉容錯方法研究……118
3.7.2 輪轉容錯方法可靠性分析……119
3.7.3 多餘度輪轉容錯方法設計……121
3.8 任務模型、任務調度算法模型、雙層任務調度算法……122
3.8.1 任務調度途徑選擇……122
3.8.2 任務調度方法確定……123
3.8.3 任務調度算法模型分析……124
3.8.4 外層任務調度算法……128
3.8.5 內層任務調度算法……133
參考文獻……136
第4章 機電子系統建模與控制……141
4.1 一般伺服系統的建模……141
4.2 防滑剎車子系統……142
4.3 起落架收放系統仿真……146
4.3.1 起落架簡化圖……147
4.3.2 起落架運動學和動力學模型……147
4.3.3 起落架收放系統的仿真系統……151
4.4 前輪轉彎系統……152
4.4.1 飛機地面運動的運動學和動力學模型……153
4.4.2 飛機地面運動的限制……156
4.4.3 前輪轉彎運動的仿真模型……157
4.5 電源系統的建模與仿真……159
4.5.1 電源系統的工作原理……159
4.5.2 飛機交流電源系統的數學模型……160
4.5.3 交流電源系統控制模型……163
4.5.4 電源系統仿真……164
4.6 環控系統的建模與分析……165
4.6.1 環控系統的工作原理……165
4.6.2 環控系統數學模型的建立……166
4.6.3 環控系統的仿真結果……171
4.7 燃油系統的建模與仿真……172
4.7.1 燃油系統的工作原理……172
4.7.2 燃油系統的數學模型……173
4.8 液壓系統的建模和仿真……175
4.8.1 液壓能源系統的工作原理……175
4.8.2 微機控制液壓泵恆壓控制的數學模型……176
4.8.3 恆壓變數泵仿真結果……178
4.9 子系統控制性能的分析與方法設計……179
4.9.1 網路控制時滯環節對系統性能的影響……179
4.9.2 分散式網路控制時滯控制器的設計……181
4.9.3 時滯環節的辨識設計……186
參考文獻……189
第5章 故障注入系統及故障診斷與監控……191
5.1 故障注入系統設計……191
5.1.1 故障模型庫……192
5.1.2 故障注入器設計……193
5.1.3 仿真實例合成器……195
5.1.4 故障處理器……196
5.1.5 執行過程……196
5.2 分散式系統級故障診斷……197
5.2.1 處理機故障診斷……197
5.2.2 通信鏈路故障診斷……200
5.3 環境控制系統控制通道的故障診斷……201
5.3.1 系統的故障分析……201
5.3.2 座艙供氣控制系統的故障診斷方案……202
5.3.3 基於特徵結構配置的作動器的故障診斷方法……202
5.3.4 基於特徵結構配置方法的環控系統作動器的故障診斷……207
5.3.5 環控系統作動器故障診斷仿真研究……208
5.3.6 基於卡爾曼濾波的感測器的故障診斷研究……209
5.3.7 環控系統的故障檢測方法研究……213
5.3.8 專家系統的引入……216
5.4 剎車防滑控制系統的故障診斷研究……222
5.4.1 人工神經網路原理及其BP算法……223
5.4.2 模糊神經網路及其故障診斷方法……226
5.4.3 基於基本MLP與模糊神經網路的剎車系統的故障診斷研究……228
5.4.4 剎車系統故障診斷的總體方案……229
5.4.5 模糊量化……230
5.4.6 剎車系統故障診斷的仿真研究……231
參考文獻……232
第6章 分散式資料庫系統研究及仿真套用……233
6.1 分散式資料庫系統……233
6.1.1 發展趨勢……233
6.1.2 定義及特點……235
6.1.3 數據分片及分布……236
6.1.4 體系結構……237
6.1.5 設計流程……238
6.2 分散式仿真資料庫系統……240
6.2.1 仿真技術概述……240
6.2.2 分散式仿真數據……241
6.2.3 分散式實時資料庫系統……245
6.2.4 分散式仿真資料庫設計
實例……246
參考文獻……254
第7章 系統仿真平台試驗研究……255
7.1 仿真平台試驗設備……255
7.1.1 試驗平台組成……255
7.1.2 初始參數……255
7.2 仿真實例合成……257
7.3 傳遞時間預估……258
7.3.1 任務執行時間預估……258
7.3.2 訊息傳輸時間預估……258
7.4 1553B匯流排傳輸時延測試……260
7.4.1 傳輸時延測試方法一……260
7.4.2 傳輸時延測試方法二……260
7.5 系統綜合試驗……262
7.6 任務調度與容錯結果分析……264
7.6.1 靜態調度結果分析……264
7.6.2 動態容錯結果分析……265
7.6.3 處理機故障時動態任務調度……265
參考文獻……267
第8章 PROFIBUS DP現場匯流排及套用……268
8.1 PROFIBUS現場匯流排……268
8.1.1 概述……268
8.1.2 PROFIBUS DP的物理層……269
8.1.3 PROFIBUS DP數據鏈路層……271
8.1.4 PROFIBUS DP用戶層……278
8.2 PROFIBUS DP現場匯流排在工程機械液壓底盤模擬試驗台上的套用……281
8.2.1 試驗台的總體方案概述……281
8.2.2 測控系統的體系結構……283
8.3 PROFIBUS DP網路控制系統時延分析……288
8.3.1 PROFIBUS DP網路控制信息傳輸的時延分析……288
8.3.2 PROFIBUS DP網路時延分析及最大時延的估算……290
8.3.3 PROFIBUS DP網路時延的簡化……299
8.4 網路時延導致系統性能下降的補償方法……300
參考文獻……302
第9章 CAN、SERCOS匯流排及其套用……303
9.1 CAN現場匯流排……303
9.1.1 概述……303
9.1.2 CAN匯流排的發展……303
9.1.3 CAN匯流排工作過程……303
9.1.4 CAN匯流排的主要特性……304
9.1.5 CAN匯流排的數值特性……304
9.1.6 CAN匯流排的傳輸距離……305
9.1.7 CAN匯流排的技術規範……305
9.1.8 CAN展望……307
9.2 CAN 匯流排在液壓關節機器人上的套用……307
9.2.1 液壓關節機器人……307
9.2.2 控制系統的總體結構……308
9.2.3 控制系統上位機設計……309
9.2.4 控制系統下位機設計……311
9.3 CAN 匯流排在飛控仿真平台上的套用……316
9.3.1 硬體結構……316
9.3.2 軟體結構……317
9.4 1553B匯流排與CAN匯流排比較分析……318
9.4.1 協定上的比較……318
9.4.2 傳輸性能上的比較……319
9.5 SERCOS匯流排及其在姿態模擬系統中的套用……322
9.5.1 SERCOS匯流排……322
9.5.2 艦艇姿態模擬系統的控制系統……323
參考文獻……324
第10章 測試匯流排……325
10.1 測控匯流排的概述……325
10.2 VXI匯流排測試系統……326
10.2.1 VXI匯流排技術的產生與發展……326
10.2.2 VXI匯流排測試系統設計……326
10.2.3 VXI匯流排技術在液壓測試系統中的套用……332
10.3 PXI現場匯流排及套用……339
10.3.1 虛擬儀器……339
10.3.2 PXI匯流排測試系統……342
參考文獻……349"
