故障容错光交叉通道数据链路的可靠性

doi:CNKI:11-1929/V.20110328.1427.004

电子与自动控制

本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索

前一篇 | 后一篇

故障容错光交叉通道数据链路的可靠性

王新华, 甄子洋, 龚华军, 杨一栋

南京航空航天大学自动化学院, 江苏南京 210016

收稿日期:2010-12-08 修回日期:2010-12-30 出版日期:2011-08-25 发布日期:2011-08-19
通讯作者: 王新华,Tel.: 025-84892301-5051 E-mail: xhwang@nuaa.edu.cn E-mail:xhwang@nuaa.edu.cn
作者简介:王新华(1977-) 男,博士研究生,讲师。主要研究方向:先进飞行控制技术。 Tel: 025-84892301-5051 E-mail: xhwang@nuaa.edu.cn
基金资助:
航空科学基金(200919522023);南京航空航天大学基本科研业务费专项科研项目(NS2010076,NP2011012)

Reliability of a Fault Tolerant Optical Cross-channel Data Link

WANG Xinhua, ZHEN Ziyang, GONG Huajun, YANG Yidong

College of Automation Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China

Received:2010-12-08 Revised:2010-12-30 Online:2011-08-25 Published:2011-08-19

摘要/Abstract

摘要： 光交叉通道数据链路(OCCDL)是光传飞行控制系统余度计算机之间进行数据交换的重要途径。为了提高OCCDL系统的可靠性,提出一种新的具有多链路故障容错能力的OCCDL系统。给出了该OCCDL系统的结构配置,分析了系统正常工作和故障工作情况下的工作流程,设计了系统光开关故障、光链路等关键部分的故障容错逻辑,建立了基于马尔可夫链的OCCDL系统可靠性模型,分析了光链路、光开关、现场可编程门阵列(FPGA)和双口随机存取存储器(RAM)等组成部分的故障概率计算问题。数值仿真结果表明,与传统数据链路系统相比,该OCCDL系统的可靠度和稳定度均得到了显著提高,并且具有良好的实时性和工程实用性等特点。

关键词: 光传操纵, 光交叉通道数据链路, 可靠性, 马尔可夫过程, 故障容错

Abstract: Optical cross-channel data link (OCCDL) is an important part for data exchange among the fly-by-light redundancy flight control computers. In order to improve the reliability of OCCDL system, a new OCCDL system with multi-link fault tolerant capability is designed. The structure of the OCCDL is given and the workflows of the OCCDL system under the conditions of normal operation and fault operation are analyzed. The fault-tolerant logical algorithms of its main component parts such as optical switch and optical link are designed. A Markov chain-based stability model of OCCDL system is established, and the fault probability calculations of optical link, optical switch, field programmable gate array(FPGA) and double-ports random access memory(RAM) are analyzed. The numerical simulation results show that the reliability and stability of OCCDL system are significantly improved. Moreover, the OCCDL system has the traits of real-time and practicality.

Key words: fly-by-light, optical cross-channel data link, reliability, Markov processes, fault tolerant

中图分类号:

V249.1

王新华, 甄子洋, 龚华军, 杨一栋. 故障容错光交叉通道数据链路的可靠性[J]. 航空学报, 2011, 32(8): 1524-1530.

WANG Xinhua, ZHEN Ziyang, GONG Huajun, YANG Yidong. Reliability of a Fault Tolerant Optical Cross-channel Data Link[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2011, 32(8): 1524-1530.

参考文献

[1] 杨一栋, 刘晓里. 光传飞行控制[M]. 北京:国防工业出版社, 2006. Yang Yidong, Liu Xiaoli. Fly-by-light[M]. Beijing:National Defense Industry Press, 2006. (in Chinese)

[2] Tispsuwanpom V, Sangrayub A, Suesut T, et al. Development of PLC fiber-optic network for redundant system[J]. Proceedings of IEEE International Conference on Industrial Technology. 2002:303-306.

[3] 齐劲松, 王伟, 吴成富, 等. 三余度飞控计算机交叉数据链系统设计[J]. 测控技术, 2007, 26(5):73-75. Qi Jinsong, Wang Wei, Wu Chengfu, et al. CCDL of treble-redundancy flight control computer system[J]. Measurement & Control Technology, 2007, 26(5):73-75. (in Chinese)

[4] Goossen E R, Nelson L A, Woods J W. Fault tolerant optical cross-channel data link:US, 5396357. 1995-03-07.

[5] 杨柳, 杨一栋, 王新华. 基于USB的波分复用光传飞行控制系统的开发[J]. 光通信技术, 2006(9):34-36. Yang Liu, Yang Yidong, Wang Xinhua. WDM fly-by-light flight control system design based on USB [J]. Optical Communication Technology, 2006 (9):34-36. (in Chinese)

[6] 王海涛, 高金源, 夏洁. 综合容错飞行控制系统的设计与仿真[J]. 飞行力学, 2007, 25(3):17-20. Wang Haitao, Gao Jinyuan, Xia Jie. Integrated fault tolerant flight control systems design and simulation[J]. Flight Dynamics, 2007, 25(3):17-20. (in Chinese)

[7] 杨伟, 章卫国, 杨朝旭, 等. 容错飞行控制系统[M]. 西安:西北工业大学出版社, 2007: 1-10. Yang Wei, Zhang Weiguo, Yang Zhaoxu, et al. Fault tolerant flight control system[M]. Xi'an:Northwestern Polytechnical University Press, 2007: 1-10. (in Chinese)

[8] 涂天祥, 黄剑锋, 王清阳, 等. 基于光纤和FPGA的高速串行实时通信总线设计[J]. 制造业自动化, 2009, 31(6):86-88. Tu Tianxiang, Huang Jianfeng, Wang Qingyang, et al. Design of high-speed serial real-time communication bus based on FPGA and fiber[J]. Manufacturing Automation, 2009, 31(6):86-88. (in Chinese)

[9] 靳红涛, 焦宗夏, 王少萍, 等. 高可靠三余度数字式作动器控制器设计与实现[J]. 北京航空航天大学学报, 2006, 32(5):548-552. Jin Hongtao, Jiao Zongxia, Wang Shaoping, et al. Design and realization of high reliability tri-redundancy digital actuator controller[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2006, 32(5):548-552. (in Chinese)

[10] 安金霞, 朱纪洪, 王国庆, 等. 多余度飞控计算机系统分级组合可靠性建模方法[J]. 航空学报, 2010, 31(2):301-309. An Jinxia, Zhu Jihong, Wang Guoqing, et al. Hierarchical combination reliability modeling method for multiple redundancy flight control computer system[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2010, 31(2):301-309. (in Chinese)

[11] 陈坚. 光网络可靠性及其相关技术研究. 南京:东南大学, 2004. Chen Jian. Study on the reliability and key technology for optical communication networks. Nanjing:Southeast University, 2004. (in Chinese)

编辑推荐 0

Metrics

阅读次数

全文

479

HTML			PDF

最新录用	在线预览	正式出版	最新录用	在线预览	正式出版
0	0	0	0	0	479

来源	本网站	其他网站

次数	118	361
比例	25%	75%

摘要

2711

最新录用	在线预览	正式出版

0	0	2711

来源	本网站	其他网站

次数	627	2084
比例	23%	77%

本文评价

地址：北京市海淀区北四环中路辅路238号柏彦大厦

邮政编码：100083

E-mail：hkxb@buaa.edu.cn

关于我们

期刊社服务

专业学科

封面文章

友情链接

主管单位：中国科学技术协会主办单位：中国航空学会北京航空航天大学

[1]	龚煜廉, 张建国, 吴志刚, 褚光远, 范晓铎, 黄赢. 主动学习基自适应PC⁃Kriging模型的复合材料结构可靠度算法[J]. 航空学报, 2024, 45(8): 228982-228982.
[2]	张帆, 程伯晗, 王鹏, 董磊. 二元共载系统退化相关的两阶段退化模型及可靠性分析[J]. 航空学报, 2024, 45(7): 229046-229046.
[3]	薛小锋, 赵淼龑, 杜倩宜, 冯蕴雯, 樊俊铃, 焦婷. 基于人员和环境因素定量化的检测可靠性[J]. 航空学报, 2024, 45(6): 228859-228859.
[4]	郑新前, 王钧莹, 黄维娜, 伏宇, 程荣辉, 熊洪洋. 航空发动机不确定性设计体系探讨[J]. 航空学报, 2023, 44(7): 27099-027099.
[5]	孙本奇, 杨强, 孙志礼, 李树军, 马宏坤, 王若男. 平面约束变胞机构构态切换能力的概率评估模型[J]. 航空学报, 2023, 44(4): 426843-426843.
[6]	张帆, 孙紫荆, 肖国松, 刘嘉琛, 王鹏. 基于直觉模糊贝叶斯网络的HUD系统多阶段任务可靠性分析[J]. 航空学报, 2023, 44(4): 226853-226853.
[7]	顾孟奇, 朱家才, 郭万林, 薛松. 可重复使用运载火箭结构疲劳耐久性与可靠性展望[J]. 航空学报, 2023, 44(23): 628299-628299.
[8]	杨乐昌, 汪晨星. 基于多源异构信息的航空发动机转子参数校准与可靠性分析[J]. 航空学报, 2023, 44(23): 228575-228575.
[9]	冯蕴雯, 唐家强, 冯成慧, 陈先民, 薛小锋. 基于载荷共享理论的多传力路径耳片可靠性研究[J]. 航空学报, 2023, 44(20): 228528-228528.
[10]	姜峰, 李华聪, 符江锋, 洪林雄. 基于RBF和主动学习的非概率可靠度求解方法[J]. 航空学报, 2023, 44(2): 226667-226667.
[11]	冯蕴雯, 林心怡, 薛小锋, 杨祥, 刘佳奇. 高可靠单向爆破的民机防爆结构设计[J]. 航空学报, 2023, 44(18): 228297-228297.
[12]	郭庆, 关德明. 民机维修任务分析的人因可靠性预测模型[J]. 航空学报, 2023, 44(16): 228051-228051.
[13]	宋凯, 张弛, 晏晨辉, 宁宁, 樊俊铃, 王荣彪. 基于双参数表征的航空发动机轮盘模型辅助涡流检测可靠性[J]. 航空学报, 2023, 44(13): 227866-227866.
[14]	员婉莹, 吕震宙. 参数可靠性全局灵敏度高效分析的代理模型法[J]. 航空学报, 2023, 44(12): 227670-227670.
[15]	陈文雪, 高长生, 荆武兴. 拦截机动目标的信赖域策略优化制导算法[J]. 航空学报, 2023, 44(11): 327596-327596.

故障容错光交叉通道数据链路的可靠性

Reliability of a Fault Tolerant Optical Cross-channel Data Link

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐 0

Metrics

本文评价