《機電系統(tǒng)的總線綜合管理》對機電系統(tǒng)的總線綜合管理進行了論述，主要包括總線綜合管理的概念、發(fā)展概況及常用現(xiàn)場總線，基于MIL-STD－1553B總線控管的機載機電系統(tǒng)分布式實時仿真平臺的軟硬件拓撲結(jié)構(gòu)，多處理機多任務的分配與調(diào)度及總線管理下的容錯與余度技術，機載機電子系統(tǒng)的建模與控制，基于總線的分布式系統(tǒng)故障注入及故障診斷與監(jiān)控，分布實時數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)與管理，基于總線的多機電系統(tǒng)控管仿真平臺實驗研究，PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線及其應用，CAN、SERCOS現(xiàn)場總線及其應用，VXI總線和PXI測控總線及其應用等�！稒C電系統(tǒng)的總線綜合管理》內(nèi)容新穎，結(jié)合工程實際，介紹了多種常用總線，提供了基于總線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。
《機電系統(tǒng)的總線綜合管理》可供從事機電系統(tǒng)控制，特別是多機電系統(tǒng)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(yè)的教學用書。
現(xiàn)代控制系統(tǒng)經(jīng)歷了單元組合儀表模擬控制系統(tǒng)、集中控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)，以及20世紀90年代興旺發(fā)展的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。機載機電系統(tǒng)的總線綜合管理就是20世紀90年代發(fā)展并逐漸成熟起來的新技術。運載體包括飛行器、船舶及車輛內(nèi)部都有很多機電子系統(tǒng)也稱公共設備系統(tǒng)，目前這些公共設備子系統(tǒng)的管理在我國基本上是傳統(tǒng)式的單獨管理模式，從配置上看，這些子系統(tǒng)都獨立分布于運載體的各個部位，并且每個單獨子系統(tǒng)配一套管理控制器、外場可更換單元、顯示板、開關、功率切換元件、連接器及大量復雜的導線連接和布線，不僅硬件利用率低也無法進行數(shù)據(jù)交換和共享，而且體積重量大增，可靠性、可維修性差；另外每個子系統(tǒng)需配備專用儀表和顯示，這也會使得座艙擁擠雜亂，操作員負擔過重。
為了改善傳統(tǒng)的多機電公共設備系統(tǒng)龐雜的結(jié)構(gòu)，有必要研究公共設備系統(tǒng)的整體化和綜合化管理。即將整個多機電公共設備系統(tǒng)視為一個整體，采用數(shù)據(jù)總線、多處理機等技術實行統(tǒng)一管理，這樣不僅能夠降低系統(tǒng)重量，減少體積和連線的復雜性，節(jié)省成本，便于故障檢測，提高可維修性，而且通過任務的分配與調(diào)度使系統(tǒng)在管理上具有余度、動態(tài)重構(gòu)，提高可靠性與自修復等功能。這是機載設備管理的必然發(fā)展方向。
機載設備總線化的綜合控制與管理會給飛機等運載體的體系結(jié)構(gòu)帶來革命性的變化。因此，此項技術是一項具有重要發(fā)展前景和有重大開拓實用價值的技術。另外，綜合管理可含功能綜合管理與能量的綜合管理，如能耗的科學管理、分配與利用等。但功能綜合管理是第一位的，因為機載機電系統(tǒng)是生存保障系統(tǒng)，直接關系到主機的生存，通過綜合管理保障和提高其功能，可進一步提高可靠性和主機的整體性能，故本書著重論述功能綜合管理。
第1章 緒論
1.1 機載機電綜合管理系統(tǒng)
1.2 國外機載機電綜合管理系統(tǒng)的發(fā)展簡況
1.3 國內(nèi)機載機電綜合管理系統(tǒng)的發(fā)展
1.4 總線技術發(fā)展概況
1.4.1 ARINC429
1.4.2 ARINC2629
1.4.3 光纖總線
1.4.4 SCI總線
1.4.5 AFDX（ARINC664）
1.4.6 1553B總線
1.4.7 1773B總線
1.4.8 高速數(shù)據(jù)總線HSDB
1.4.9 CAN總線
1.4.10 快速以太網(wǎng)
1.4.11 VXI和PXI總線
1.4.12 PROFIBIJS總線
1.4.13 SERCOS總線
1.4.14 航空電子統(tǒng)一網(wǎng)絡
1.5 本書內(nèi)容安排
參考文獻
第2章 分布式混合實時仿真平臺
2.1 仿真系統(tǒng)的研究目標
2.2 分布式實時仿真系統(tǒng)的仿真特性
2.3 仿真平臺的拓撲結(jié)構(gòu)
2.4 仿真平臺的硬件結(jié)構(gòu)
2.5 實時操作系統(tǒng)的選擇
2.5.1 Windows NT RTX的形式
2.5.2 Linux+RTLinux的形式
2.5.3 多線程模型
2.5.4 基于POSIX的多線程實現(xiàn)方法
2.6 仿真平臺的軟件結(jié)構(gòu)
2.7 1553B總線通信設計
2.7.1 1553B總線概述
2.7.2 總線控制器（BC）軟件設計
2.7.3 遠程終端（RT）軟件設計
2.7.4 1553B消息傳輸方式
2.7.5 1553B通信實例設計
2.8 1553B總線通信時鐘同步策略
2.8.1 1553B總線的技術指標分析
2.8.2 機電綜合仿真平臺的容錯時鐘同步策略
2.9 可靠性分析
2.9.1 全透明結(jié)構(gòu)可靠性模型
2.9.2 綜合管理系統(tǒng)可靠性計算
參考文獻
第3章 多處理機多任務的分配與調(diào)度
3.1 機電系統(tǒng)綜合控制管理任務
3.1.1 機電系統(tǒng)綜合控制管理任務特點
3.1.2 實時任務執(zhí)行關系
3.1.3 總線管理下的容錯與重構(gòu)機制及其實現(xiàn)
3.2 靜態(tài)負載分配算法的研究
3.2.1 基于圖論的調(diào)度算法
3.2.2 整數(shù)規(guī)劃方法
3.2.3 分枝限界法
3.2.4 啟發(fā)式算法
3.2.5 仿真平臺任務分配算法
3.2.6 算法穩(wěn)定性及性能分析
3.2.7 鄰域搜索遺傳算法（ADGA）
3.2.8 基于蟻群算法的靜態(tài)任務調(diào)度算法的設計
3.3 仿真平臺動態(tài)任務調(diào)度研究
3.3.1 動態(tài)任務調(diào)度基本概念
3.3.2 仿真平臺動態(tài)任務調(diào)度算法（任務轉(zhuǎn)移）
3.3.3 動態(tài)喚醒（系統(tǒng)重構(gòu)）
3.4 基于MAS的動態(tài)任務調(diào)度算法
3.4.1 Multi-Agent System（MAS）的組織結(jié)構(gòu)分析
3.4.2 基于招標機制的動態(tài)任務調(diào)度策略
3.4.3 算法分析
3.5 動態(tài)反饋自適應任務調(diào)度
3.5.1 方案設計
3.5.2 調(diào)度算法
3.6 流體動力學負載平衡方法與實現(xiàn)
3.6.1 問題的形成
3.6.2 流體動力學負載平衡方法
3.6.3 收斂特性分析
3.6.4 動態(tài)任務調(diào)度算法的實現(xiàn)
3.7 動態(tài)容錯算法研究
3.7.1 輪轉(zhuǎn)容錯方法研究
3.7.2 輪轉(zhuǎn)容錯方法可靠性分析
3.7.3 多余度輪轉(zhuǎn)容錯方法設計
3.8 任務模型、任務調(diào)度算法模型、雙層任務調(diào)度算法
3.8.1 任務調(diào)度途徑選擇
3.8.2 任務調(diào)度方法確定
3.8.3 任務調(diào)度算法模型分析
3.8.4 外層任務調(diào)度算法
3.8.5 內(nèi)層任務調(diào)度算法
參考文獻
第4章 機電子系統(tǒng)建模與控制
4.1 一般伺服系統(tǒng)的建模
4.2 防滑剎車子系統(tǒng)
4.3 起落架收放系統(tǒng)仿真
4.3.1 起落架簡化圖
4.3.2 起落架運動學和動力學模型
4.3.3 起落架收放系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)
4.4 前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)
4.4.1 飛機地面運動的運動學和動力學模型
4.4.2 飛機地面運動的限制
4.4.3 前輪轉(zhuǎn)彎運動的仿真模型
4.5 電源系統(tǒng)的建模與仿真
4.5.1 電源系統(tǒng)的工作原理
4.5.2 飛機交流電源系統(tǒng)的數(shù)學模型
4.5.3 交流電源系統(tǒng)控制模型
4.5.4 電源系統(tǒng)仿真
4.6 環(huán)控系統(tǒng)的建模與分析
4.6.1 環(huán)控系統(tǒng)的工作原理
4.6.2 環(huán)控系統(tǒng)數(shù)學模型的建立
4.6.3 環(huán)控系統(tǒng)的仿真結(jié)果
4.7 燃油系統(tǒng)的建模與仿真
4.7.1 燃油系統(tǒng)的工作原理
4.7.2 燃油系統(tǒng)的數(shù)學模型
4.8 液壓系統(tǒng)的建模和仿真
4.8.1 液壓能源系統(tǒng)的工作原理
4.8.2 微機控制液壓泵恒壓控制的數(shù)學模型
4.8.3 恒壓變量泵仿真結(jié)果
4.9 子系統(tǒng)控制性能的分析與方法設計
4.9.1 網(wǎng)絡控制時滯環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響
4.9.2 分布式網(wǎng)絡控制時滯控制器的設計
4.9.3 時滯環(huán)節(jié)的辨識設計
參考文獻
第5章 故障注入系統(tǒng)及故障診斷與監(jiān)控
5.1 故障注入系統(tǒng)設計
5.1.1 故障模型庫
5.1.2 故障注入器設計
5.1.3 仿真實例合成器
5.1.4 故障處理器
5.1.5 執(zhí)行過程
5.2 分布式系統(tǒng)級故障診斷
5.2.1 處理機故障診斷
5.2.2 通信鏈路故障診斷
5.3 環(huán)境控制系統(tǒng)控制通道的故障診斷
5.3.1 系統(tǒng)的故障分析
5.3.2 座艙供氣控制系統(tǒng)的故障診斷方案
5.3.3 基于特征結(jié)構(gòu)配置的作動器的故障診斷方法
5.3.4 基于特征結(jié)構(gòu)配置方法的環(huán)控系統(tǒng)作動器的故障診斷
5.3.5 環(huán)控系統(tǒng)作動器故障診斷仿真研究
5.3.6 基于卡爾曼濾波的傳感器的故障診斷研究
5.3.7 環(huán)控系統(tǒng)的故障檢測方法研究
5.3.8 專家系統(tǒng)的引入
5.4 剎車防滑控制系統(tǒng)的故障診斷研究
5.4.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡原理及其BP算法
5.4.2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡及其故障診斷方法
5.4.3 基于基本MLP與模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的剎車系統(tǒng)的故障診斷研究
5.4.4 剎車系統(tǒng)故障診斷的總體方案
5.4.5 模糊量化
5.4.6 剎車系統(tǒng)故障診斷的仿真研究
參考文獻
第6章 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)研究及仿真應用
6.1 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
6.1.1 發(fā)展趨勢
6.1.2 定義及特點
6.1.3 數(shù)據(jù)分片及分布
6.1.4 體系結(jié)構(gòu)
6.1.5 設計流程
6.2 分布式仿真數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
6.2.1 仿真技術概述
6.2.2 分布式仿真數(shù)據(jù)
6.2.3 分布式實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
6.2.4 分布式仿真數(shù)據(jù)庫設計實例
參考文獻
第7章 系統(tǒng)仿真平臺試驗研究
7.1 仿真平臺試驗設備
7.1.1 試驗平臺組成
7.1.2 初始參數(shù)
7.2 仿真實例合成
7.3 傳遞時間預估
7.3.1 任務執(zhí)行時間預估
7.3.2 消息傳輸時間預估
7.4 1553B總線傳輸時延測試
7.4.1 傳輸時延測試方法一
7.4.2 傳輸時延測試方法二
7.5 系統(tǒng)綜合試驗
7.6 任務調(diào)度與容錯結(jié)果分析
7.6.1 靜態(tài)調(diào)度結(jié)果分析
7.6.2 動態(tài)容錯結(jié)果分析
7.6.3 處理機故障時動態(tài)任務調(diào)度
參考文獻
第8章 PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線及應用
8.1 PROFIBUS現(xiàn)場總線
8.1.1 概述
8.1.2 PROFIB[JS-DP的物理層
8.1.3 上JKUFIBUS-DP數(shù)據(jù)鏈路層
8.1.4 PROFIBL一DP用戶層
8.2 PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線在工程機械液壓底盤模擬試驗臺上的應用
8.2.1 試驗臺的總體方案概述
8.2.2 測控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
8.3 PROFIBUS-DP網(wǎng)絡控制系統(tǒng)時延分析
8.3.1 PROFIBUS-DP網(wǎng)絡控制信息傳輸?shù)臅r延分析
8.3.2 PROFIBUS-DP網(wǎng)絡時延分析及最大時延的估算
8.3.3 PROFIB[JS-DP網(wǎng)絡時延的簡化
8.4 網(wǎng)絡時延導致系統(tǒng)性能下降的補償方法
參考文獻
第9章 C州、SERCOS總線及其應用
9.1 CAN現(xiàn)場總線
9.1.1 概述
9.1.2 CAN總線的發(fā)展
9.1.3 CAN總線工作過程
9.1.4 CAN總線的主要特性
9.1.5 CAN總線的數(shù)值特性
9.1.6 CAN總線的傳輸距離
9.1.7 CAN總線的技術規(guī)范
9.1.8 CAN展望
9.2 CAN總線在液壓關節(jié)機器人上的應用
9.2.1 液壓關節(jié)機器人
……
第10章 測試總線
數(shù)據(jù)庫技術是研究數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、存儲、管理和使甩的軟件技術，它產(chǎn)生于20世紀60年代中期。作為近年來計算機科學和技術快速發(fā)展的一個分支，數(shù)據(jù)庫技術已成為大多數(shù)計算機信息系統(tǒng)和應用系統(tǒng)的核心技術，如分布式仿真數(shù)據(jù)庫就是數(shù)據(jù)庫技術在仿真領域的一個具體應用。
數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合，數(shù)據(jù)按一定的模型描述和管理，數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心。按數(shù)據(jù)庫模型發(fā)展的時間順序，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了3代：第一代為層次型、網(wǎng)絡型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，第二代為關系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，第三代是面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
分布式、復雜的仿真系統(tǒng)獲取和管理的數(shù)據(jù)種類多、結(jié)構(gòu)復雜、對數(shù)據(jù)的實時性要求強，必然會對所用的數(shù)據(jù)庫提出比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫更高的要求。傳統(tǒng)商用數(shù)據(jù)庫因其系統(tǒng)開銷大且記錄存取速度低，不能滿足系統(tǒng)實時性要求，在系統(tǒng)仿真方面存在許多限制和不足；但如果不使用數(shù)據(jù)庫技術統(tǒng)一管理各類數(shù)據(jù)，而直接在平臺軟件中對數(shù)據(jù)實行分散式管理，數(shù)據(jù)的操作和管理將變得相當復雜。因此，隨著仿真需求和仿真規(guī)模的不斷擴大，研究開發(fā)滿足仿真平臺要求的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，規(guī)范、高效地管理和使用分布在多臺仿真器上的仿真數(shù)據(jù)，是仿真平臺必須解決的一個重要問題。
6.1.1發(fā)展趨勢
分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫，它是可運行的且按分布式數(shù)據(jù)庫方式存儲和維護數(shù)據(jù)，并向應用的網(wǎng)絡環(huán)境系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)和信息的分布式系統(tǒng)。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫技術和計算機網(wǎng)絡技術的有機結(jié)合，是分布式仿真的基礎。
分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)研究開始于20世紀70年代，當時集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已擁有成熟的層次型、網(wǎng)狀型和關系型3種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，同時計算機網(wǎng)絡和小型計算機由研究逐漸向應用推廣，這些均為分布式數(shù)據(jù)庫的研究和發(fā)展奠定了良好的基礎。后來，隨著應用需求和計算機硬件水平的提升，許多發(fā)達國家將注意力投向了分布式數(shù)據(jù)庫這個新的領域，并推出了一些重要的研發(fā)成果。
分布式數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的全局控制和局部管理的有機結(jié)合，滿足了眾多行業(yè)建設信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理需要，特別是對于管理集中、地理位置卻相對分散的大企業(yè)和組織機構(gòu)，具有較好的發(fā)展?jié)摿�。當前，隨著計算機網(wǎng)絡技術和客戶端／服務器技術（C／S）的發(fā)展，分布式數(shù)據(jù)庫技術不斷向分布式處理系統(tǒng)中滲透，使許多產(chǎn)品具有網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫的某些特色，如Ora-cle／Net、INGRES／Net等。
新的應用需求推動著數(shù)據(jù)庫技術、計算機網(wǎng)絡和體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，分布式數(shù)據(jù)庫呈現(xiàn)出如圖6-1所示的發(fā)展趨勢。
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