机电系统的总线综合管理
- 《机电系统的总线综合管理》是2010年国防工业出版社出版的图书。
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第1章 绪论……1
1.1 机载机电综合管理系统……1
1.2 国外机载机电综合管理系统的发展简况……2
1.3 国内机载机电综合管理系统的发展……4
1.4 总线技术发展概况……5
1.4.1 ARINC429 ……5
1.4.2 ARINC629 ……6
1.4.3 光纤总线……7
1.4.4 SCI总线……8
1.4.5 AFDX(ARINC664)……9
1.4.6 1553B总线……10
1.4.7 1773B总线……10
1.4.8 高速数据总线HSDB……11
1.4.9 CAN总线……11
1.4.10 快速以太网……12
1.4.11 VXI和PXI总线……15
1.4.12 PROFIBUS总线……16
1.4.13 SERCOS总线……16
1.4.14 航空电子统一网络……17
1.5 本书内容安排……18
参考文献……19
第2章 分布式混合实时仿真平台……20
2.1 仿真系统的研究目标……20
2.2 分布式实时仿真系统的仿真特性……21
2.3 仿真平台的拓扑结构……21
2.4 仿真平台的硬件结构……23
2.5 实时操作系统的选择……24
2.5.1 WindowsNT RTX的形式……24
2.5.2 Linux RTLinux的形式……25
2.5.3 多线程模型……26
2.5.4 基于POSIX的多线程实现方法……28
2.6 仿真平台的软件结构……31
2.7 1553B总线通信设计……32
2.7.1 1553B总线概述……32
2.7.2 总线控制器(BC)软件设计……37
2.7.3 远程终端(RT)软件设计……40
2.7.4 1553B消息传输方式……43
2.7.5 1553B通信实例设计……45
2.8 1553B总线通信时钟同步策略……50
2.8.1 1553B总线的技术指标分析……50
2.8.2 机电综合仿真平台的容错时钟同步策略……53
2.9 可靠性分析……56
2.9.1 全透明结构可靠性模型……56
2.9.2 综合管理系统可靠性计算……58
参考文献……58
第3章 多处理机多任务的分配与调度……60
3.1 机电系统综合控制管理任务……60
3.1.1 机电系统综合控制管理任务特点……61
3.1.2 实时任务执行关系……62
3.1.3 总线管理下的容错与重构机制及其实现……62
3.2 静态负载分配算法的研究……65
3.2.1 基于图论的调度算法……65
3.2.2 整数规划方法……66
3.2.3 分枝限界法……66
3.2.4 启发式算法……66
3.2.5 仿真平台任务分配算法……67
3.2.6 算法稳定性及性能分析……71
3.2.7 邻域搜索遗传算法(ADGA) ……72
3.2.8 基于蚁群算法的静态任务调度算法的设计……80
3.3 仿真平台动态任务调度研究……90
3.3.1 动态任务调度基本概念……90
3.3.2 仿真平台动态任务调度算法(任务转移) ……91
3.3.3 动态唤醒(系统重构)……92
3.4 基于MAS的动态任务调度算法……93
3.4.1 Multi Agent System(MAS)的组织结构分析……93
3.4.2 基于招标机制的动态任务调度策略……94
3.4.3 算法分析……97
3.5 动态反馈自适应任务调度……99
3.5.1 方案设计……99
3.5.2 调度算法……101
3.6 流体动力学负载平衡方法与实现……108
3.6.1 问题的形成……108
3.6.2 流体动力学负载平衡方法……109
3.6.3 收敛特性分析……111
3.6.4 动态任务调度算法的实现……116
3.7 动态容错算法研究……117
3.7.1 轮转容错方法研究……118
3.7.2 轮转容错方法可靠性分析……119
3.7.3 多余度轮转容错方法设计……121
3.8 任务模型、任务调度算法模型、双层任务调度算法……122
3.8.1 任务调度途径选择……122
3.8.2 任务调度方法确定……123
3.8.3 任务调度算法模型分析……124
3.8.4 外层任务调度算法……128
3.8.5 内层任务调度算法……133
参考文献……136
第4章 机电子系统建模与控制……141
4.1 一般伺服系统的建模……141
4.2 防滑刹车子系统……142
4.3 起落架收放系统仿真……146
4.3.1 起落架简化图……147
4.3.2 起落架运动学和动力学模型……147
4.3.3 起落架收放系统的仿真系统……151
4.4 前轮转弯系统……152
4.4.1 飞机地面运动的运动学和动力学模型……153
4.4.2 飞机地面运动的限制……156
4.4.3 前轮转弯运动的仿真模型……157
4.5 电源系统的建模与仿真……159
4.5.1 电源系统的工作原理……159
4.5.2 飞机交流电源系统的数学模型……160
4.5.3 交流电源系统控制模型……163
4.5.4 电源系统仿真……164
4.6 环控系统的建模与分析……165
4.6.1 环控系统的工作原理……165
4.6.2 环控系统数学模型的建立……166
4.6.3 环控系统的仿真结果……171
4.7 燃油系统的建模与仿真……172
4.7.1 燃油系统的工作原理……172
4.7.2 燃油系统的数学模型……173
4.8 液压系统的建模和仿真……175
4.8.1 液压能源系统的工作原理……175
4.8.2 微机控制液压泵恒压控制的数学模型……176
4.8.3 恒压变量泵仿真结果……178
4.9 子系统控制性能的分析与方法设计……179
4.9.1 网络控制时滞环节对系统性能的影响……179
4.9.2 分布式网络控制时滞控制器的设计……181
4.9.3 时滞环节的辨识设计……186
参考文献……189
第5章 故障注入系统及故障诊断与监控……191
5.1 故障注入系统设计……191
5.1.1 故障模型库……192
5.1.2 故障注入器设计……193
5.1.3 仿真实例合成器……195
5.1.4 故障处理器……196
5.1.5 执行过程……196
5.2 分布式系统级故障诊断……197
5.2.1 处理机故障诊断……197
5.2.2 通信链路故障诊断……200
5.3 环境控制系统控制通道的故障诊断……201
5.3.1 系统的故障分析……201
5.3.2 座舱供气控制系统的故障诊断方案……202
5.3.3 基于特征结构配置的作动器的故障诊断方法……202
5.3.4 基于特征结构配置方法的环控系统作动器的故障诊断……207
5.3.5 环控系统作动器故障诊断仿真研究……208
5.3.6 基于卡尔曼滤波的传感器的故障诊断研究……209
5.3.7 环控系统的故障检测方法研究……213
5.3.8 专家系统的引入……216
5.4 刹车防滑控制系统的故障诊断研究……222
5.4.1 人工神经网络原理及其BP算法……223
5.4.2 模糊神经网络及其故障诊断方法……226
5.4.3 基于基本MLP与模糊神经网络的刹车系统的故障诊断研究……228
5.4.4 刹车系统故障诊断的总体方案……229
5.4.5 模糊量化……230
5.4.6 刹车系统故障诊断的仿真研究……231
参考文献……232
第6章 分布式数据库系统研究及仿真应用……233
6.1 分布式数据库系统……233
6.1.1 发展趋势……233
6.1.2 定义及特点……235
6.1.3 数据分片及分布……236
6.1.4 体系结构……237
6.1.5 设计流程……238
6.2 分布式仿真数据库系统……240
6.2.1 仿真技术概述……240
6.2.2 分布式仿真数据……241
6.2.3 分布式实时数据库系统……245
6.2.4 分布式仿真数据库设计
实例……246
参考文献……254
第7章 系统仿真平台试验研究……255
7.1 仿真平台试验设备……255
7.1.1 试验平台组成……255
7.1.2 初始参数……255
7.2 仿真实例合成……257
7.3 传递时间预估……258
7.3.1 任务执行时间预估……258
7.3.2 消息传输时间预估……258
7.4 1553B总线传输时延测试……260
7.4.1 传输时延测试方法一……260
7.4.2 传输时延测试方法二……260
7.5 系统综合试验……262
7.6 任务调度与容错结果分析……264
7.6.1 静态调度结果分析……264
7.6.2 动态容错结果分析……265
7.6.3 处理机故障时动态任务调度……265
参考文献……267
第8章 PROFIBUS DP现场总线及应用……268
8.1 PROFIBUS现场总线……268
8.1.1 概述……268
8.1.2 PROFIBUS DP的物理层……269
8.1.3 PROFIBUS DP数据链路层……271
8.1.4 PROFIBUS DP用户层……278
8.2 PROFIBUS DP现场总线在工程机械液压底盘模拟试验台上的应用……281
8.2.1 试验台的总体方案概述……281
8.2.2 测控系统的体系结构……283
8.3 PROFIBUS DP网络控制系统时延分析……288
8.3.1 PROFIBUS DP网络控制信息传输的时延分析……288
8.3.2 PROFIBUS DP网络时延分析及最大时延的估算……290
8.3.3 PROFIBUS DP网络时延的简化……299
8.4 网络时延导致系统性能下降的补偿方法……300
参考文献……302
第9章 CAN、SERCOS总线及其应用……303
9.1 CAN现场总线……303
9.1.1 概述……303
9.1.2 CAN总线的发展……303
9.1.3 CAN总线工作过程……303
9.1.4 CAN总线的主要特性……304
9.1.5 CAN总线的数值特性……304
9.1.6 CAN总线的传输距离……305
9.1.7 CAN总线的技术规范……305
9.1.8 CAN展望……307
9.2 CAN 总线在液压关节机器人上的应用……307
9.2.1 液压关节机器人……307
9.2.2 控制系统的总体结构……308
9.2.3 控制系统上位机设计……309
9.2.4 控制系统下位机设计……311
9.3 CAN 总线在飞控仿真平台上的应用……316
9.3.1 硬件结构……316
9.3.2 软件结构……317
9.4 1553B总线与CAN总线比较分析……318
9.4.1 协议上的比较……318
9.4.2 传输性能上的比较……319
9.5 SERCOS总线及其在姿态模拟系统中的应用……322
9.5.1 SERCOS总线……322
9.5.2 舰艇姿态模拟系统的控制系统……323
参考文献……324
第10章 测试总线……325
10.1 测控总线的概述……325
10.2 VXI总线测试系统……326
10.2.1 VXI总线技术的产生与发展……326
10.2.2 VXI总线测试系统设计……326
10.2.3 VXI总线技术在液压测试系统中的应用……332
10.3 PXI现场总线及应用……339
10.3.1 虚拟仪器……339
10.3.2 PXI总线测试系统……342
参考文献……349" 2100433B
本书对机电系统的总线综合管理进行了论述，主要包括总线综合管理的概念、发展概况及常用现场总线基于MIL-STD-15538总线控管的机载机电系统分布式实时仿真平台的软硬件拓扑结构，多处理机多任务的分配与调度及总线管理下的容错与余度技术，机载机电子系统的建模与控制，基于总线的分布式系统故障注入及故障诊断与监控，分布实时数据库结构与管理，基于总线的多机电系统控管仿真平台实验研究，PROFIBUS-DP现场总线及其应用，CAN、SERCOS现场总线及其应用，VXl总线和PXl测控总线及其应用等。本书内容新颖，结合工程实际，介绍了多种常用总线，提供了基于总线的综合控制管理方法与管理策略，这些管理方法与策略具有一定的共性与工程实用参考价值。
本书可供从事机电系统控制，特别是多机电系统控制与管理的工程技术人员参考，也可作为高等学校相关专业的教学用书。
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电厂综合管理系统
电厂综合管理系统
产品说明 第1页 电 厂 综 合 管 理 系 统 系统主要组成功能 系统概述 电厂综合管理系统 数 据 中 心 物 资 管 理 生 计 管 理 设 备 检 修 管 理 安 监 管 理 系 统 两 票 管 理 系 统 生 产 日 报 系 统 五 值 竞 赛 系 统 综合 查询 系统 WEB 版 人 事 管 理 办 公 自 动 化 计 划 管 理 指 标 管 理 经 济 活 动 分 析 生 产 实 时 产品说明 第2页 MIS 系 统 功 能 规 划 图 □*辅助决策管理系统 □*生产管理系统 *经营计划管理 OA 办公自动化管理 政工 (行政 )管理 基建管理 后勤管理 □ *领导（综合）查询系 □生产管理系统 (一期工程 :设备检修管理为中心 ) □检修计划制定和实施 □设备台帐管理 □设备大修及更改管理 □备品及备件管理 □检修资料管理 □设备缺陷管理 □设备等级管理 计量与仪表监测管
基于模型的飞机机电综合管理系统设计应用研究
基于模型的飞机机电综合管理系统设计应用研究
针对飞机机电综合管理系统功能高度集成、系统架构和接口设计复杂等特点,基于Harmony MBSE设计方法,开展了基于模型的机电综合管理系统设计应用研究.采用系统建模软件Rhapsody构建了某型飞机机电综合管理系统需求模型、功能分析模型和架构设计模型,实现了系统需求确定、功能分解、架构设计等关键技术过程,并通过状态机模型对系统设计的正确性进行了验证.应用结果证明,该方法可以有效支持机电综合管理系统的研制,为复杂系统的设计提供了一种有效的实施途径.
----ISA(industrial standard architecture)总线标准是IBM 公司1984年为推出PC/AT机而建立的系统总线标准，所以也叫AT总线。它是对XT总线的扩展，以适应8/16位数据总线要求。它在80286至80486时代应用非常广泛，以至于奔腾机中还保留有ISA总线插槽。ISA总线有98只引脚。
----EISA总线是1988年由Compaq等9家公司联合推出的总线标准。它是在ISA总线的基础上使用双层插座，在原来ISA总线的98条信号线上又增加了98条信号线，也就是在两条ISA信号线之间添加一条EISA信号线。在实用中，EISA总线完全兼容ISA总线信号。
----VESA( video electronics standard association)总线是 1992年由60家附件卡制造商联合推出的一种局部总线，简称为VL(VESA local bus)总线。它的推出为微机系统总线体系结构的革新奠定了基础。该总线系统考虑到CPU与主存和Cache 的直接相连，通常把这部分总线称为CPU总线或主总线，其他设备通过VL总线与CPU总线相连，所以VL总线被称为局部总线。它定义了32位数据线，且可通过扩展槽扩展到64 位，使用33MHz时钟频率，最大传输率达132MB/s，可与CPU同步工作。是一种高速、高效的局部总线，可支持386SX、386DX、486SX、486DX及奔腾微处理器。
----PCI(peripheral component interconnect)总线是当前最流行的总线之一，它是由Intel公司推出的一种局部总线。它定义了32位数据总线，且可扩展为64位。PCI总线主板插槽的体积比原ISA总线插槽还小，其功能比VESA、ISA有极大的改善，支持突发读写操作，最大传输速率可达132MB/s，可同时支持多组外围设备。 PCI局部总线不能兼容现有的ISA、EISA、MCA(micro channel architecture)总线，但它不受制于处理器，是基于奔腾等新一代微处理器而发展的总线。
----以上所列举的几种系统总线一般都用于商用PC机中，在计算机系统总线中，还有另一大类为适应工业现场环境而设计的系统总线，比如STD总线、VME总线、PC/104总线等。这里仅介绍当前工业计算机的热门总线之一--Compact PCI。
----Compact PCI的意思是"坚实的PCI"，是当今第一个采用无源总线底板结构的PCI系统，是PCI总线的电气和软件标准加欧式卡的工业组装标准，是当今最新的一种工业计算机标准。 Compact PCI是在原来PCI总线基础上改造而来，它利用PCI的优点，提供满足工业环境应用要求的高性能核心系统，同时还考虑充分利用传统的总线产品，如ISA、STD、VME或PC/104来扩充系统的I/O和其他功能。
----6.PCI-E总线
----PCI Express采用的也是业内流行这种点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCI Express的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似。
系统总线上传送的信息包括数据信息、地址信息、控制信息，因此，系统总线包含有三种不同功能的总线，即数据总线DB(Data Bus)、地址总线AB(Address Bus)和控制总线CB(Control Bus)。
数据总线DB用于传送数据信息。数据总线是双向三态形式(双向是指可以两个方向传输，可以A->B也可以A<-B;三态指 0，1和第三态(tri-state)。tri-state既不是一也不是零，三态门的闭合无输出高阻状态。)的总线，即他既可以把CPU的数据传送到存储器或I/O接口等其它部件，也可以将其它部件的数据传送到CPU。数据总线的位数是微型计算机的一个重要指标，通常与微处理的字长相一致。例如Intel 8086微处理器字长16位，其数据总线宽度也是16位。需要指出的是，数据的含义是广义的，它可以是真正的数据，也可以指令代码或状态信息，有时甚至是一个控制信息，因此，在实际工作中，数据总线上传送的并不一定仅仅是真正意义上的数据。
地址总线AB是专门用来传送地址的，由于地址只能从CPU传向外部存储器或I/O端口，所以地址总线总是单向三态的，这与数据总线不同。地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小，比如8位微机的地址总线为16位，则其最大可寻址空间为2^16=64KB，16位微型机的地址总线为20位，其可寻址空间为2^20=1MB。一般来说，若地址总线为n位，则可寻址空间为2^n(2的n次方)个地址空间(存储单元)。 举例来说:一个16位元宽度的位址总线(通常在1970年和1980年早期的8位元处理器中使用)可以寻址的内存空间为 2 的 16 次方=65536=64 KB的地址，而一个 32位元 位址总线(通常在像现今 2004年 的 PC 处理器中) 可以寻址的内存空间为4,294,967,296=4GB(前提:数据总线的宽度是8位)的位址。
注释:位元=bit。
上面提到的2^n=X=YGB中的B其实是bit，这个结果其实是乘以可寻址的位元8bit之后得到的。
控制总线CB用来传送控制信号和时序信号。控制信号中，有的是微处理器送往存储器和I/O接口电路的，如读/写信号，片选信号、中断响应信号等;也有是其它部件反馈给CPU的，比如:中断申请信号、复位信号、总线请求信号、限备就绪信号等。因此，控制总线的传送方向由具体控制信号而定，一般是双向的，控制总线的位数要根据系统的实际控制需要而定。实际上控制总线的具体情况主要取决于CPU。
现场总线使自控设备与系统步入了信息网络的行列，为其应用开拓了更为广阔的领域;
一对双绞线上可挂接多个控制设备， 便于节省安装费用;
节省维护开销;
提高了系统的可靠性;
为用户提供了更为灵活的系统集成主动权。
现场总线技术的发展趋势
从现场总线技术本身来分析，它有两个明显的发展趋势:
一是寻求统一的现场总线国际标准
二是Industrial Ethernet走向工业控制网络
统一、开放的TCP/IP Ethernet是20多年来发展最成功的网络技术 ，过去一直认为，Ethernet是为IT领域应用而开发的，它与工业网络在实时性、环境适应性、总线馈电等许多方面的要求存在差距，在工业自动化领域只能得到有限应用。事实上，这些问题正在迅速得到解决，国内对EPA技术(Ethernet for Process Automation)也取得了很大的进展。
随着FF HSE的成功开发以及PROFInet的推广应用，可以预见Ethernet技术将会十分迅速地进入工业控制系统的各级网络。
系统总线常用总线
