面向飛行控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)分布式中間件技術(shù)研究.pdf

1、隨著飛行控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其功能越來越復(fù)雜，管理的任務(wù)越來越多，傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式需要飛行控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)從任務(wù)邏輯到底層任務(wù)執(zhí)行控制等全部過程。當(dāng)任務(wù)數(shù)量多到一定程度，會(huì)導(dǎo)致飛行控制系統(tǒng)本身過于龐大，無法對(duì)所有任務(wù)進(jìn)行有效管理。為解決上述問題，飛行控制系統(tǒng)引入了中間件技術(shù)，可以使飛行控制系統(tǒng)專注于任務(wù)組織和管理，降低飛行控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)難度。為滿足任務(wù)實(shí)時(shí)性要求，需要采用實(shí)時(shí)CORBA等實(shí)時(shí)中間件。
　　 實(shí)時(shí)CORBA雖然可以按照飛行控

2、制系統(tǒng)要求執(zhí)行任務(wù)，并滿足飛行控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求，但仍存在以下幾個(gè)問題：(1)飛行控制系統(tǒng)中的任務(wù)有著豐富的QoS需求，但是實(shí)時(shí)CORBA只能提供簡單的優(yōu)先級(jí)設(shè)置接口，無法滿足應(yīng)用需求；(2)對(duì)于正在運(yùn)行的任務(wù)，由于當(dāng)前飛行器的任務(wù)或者外部環(huán)境發(fā)生變化，其QoS需求也會(huì)發(fā)生變化，但實(shí)時(shí)CORBA不能根據(jù)這些變化做出調(diào)整；(3)飛行器之間采用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，因此飛行控制系統(tǒng)也面臨無線網(wǎng)絡(luò)帶來的不穩(wěn)定因素，需要考慮網(wǎng)絡(luò)變化的影響；(4)

3、實(shí)時(shí)CORBA技術(shù)并未定義和實(shí)現(xiàn)任何接納控制機(jī)制，當(dāng)系統(tǒng)中任務(wù)過多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致重要任務(wù)執(zhí)行受阻。
　　 由于傳統(tǒng)實(shí)時(shí)中間件用于飛行控制系統(tǒng)存在上述一些問題，論文在開放控制平臺(tái)OCP(Open Control Platform)和實(shí)時(shí)CORBA的基礎(chǔ)上提出了符合飛行控制系統(tǒng)要求的分布式實(shí)時(shí)中間件框架平臺(tái)，并給出具體解決方案。論文主要工作如下：
　　 (1)提出一個(gè)面向飛行控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分布式實(shí)時(shí)中間件平臺(tái)DrfCP(Dist

4、ributedReal-time Flight Control Platform)，該平臺(tái)符合開放控制平臺(tái)的層次化設(shè)計(jì)思想，并根據(jù)飛行控制系統(tǒng)實(shí)際使用需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　 (2)對(duì)DrfCP中的關(guān)鍵機(jī)制開展研究，包括：針對(duì)飛行控制應(yīng)用QoS需求豐富而實(shí)時(shí)CORBA相關(guān)接口簡單的矛盾，設(shè)計(jì)任務(wù)QoS參數(shù)到實(shí)時(shí)任務(wù)優(yōu)先級(jí)的映射機(jī)制和映射算法；設(shè)計(jì)DrfCP中的任務(wù)優(yōu)先級(jí)動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，使飛行控制系統(tǒng)可以根據(jù)任務(wù)規(guī)則內(nèi)容，動(dòng)態(tài)調(diào)整正在執(zhí)

5、行任務(wù)的優(yōu)先級(jí)來反映任務(wù)QoS需求變化；針對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化的影響，提供網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測機(jī)制實(shí)時(shí)監(jiān)測當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，為任務(wù)集評(píng)估和接納控制提供網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息支持；設(shè)計(jì)DrfCP中的接納控制機(jī)制，根據(jù)QoS參數(shù)對(duì)進(jìn)入平臺(tái)的任務(wù)作評(píng)估和篩選，從而保證重要任務(wù)執(zhí)行的資源需求。
　　 (3)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)DrfCP原型系統(tǒng)，并對(duì)該原型系統(tǒng)做功能和性能測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DrfCP功能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并具有較好的性能，由于引入DrfCP給系統(tǒng)帶來的額外開銷