面向飛行控制系統(tǒng)的實時分布式中間件技術研究.pdf

1、隨著飛行控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其功能越來越復雜，管理的任務越來越多，傳統(tǒng)實現(xiàn)方式需要飛行控制系統(tǒng)負責從任務邏輯到底層任務執(zhí)行控制等全部過程。當任務數(shù)量多到一定程度，會導致飛行控制系統(tǒng)本身過于龐大，無法對所有任務進行有效管理。為解決上述問題，飛行控制系統(tǒng)引入了中間件技術，可以使飛行控制系統(tǒng)專注于任務組織和管理，降低飛行控制系統(tǒng)實現(xiàn)難度。為滿足任務實時性要求，需要采用實時CORBA等實時中間件。
　　 實時CORBA雖然可以按照飛行控

2、制系統(tǒng)要求執(zhí)行任務，并滿足飛行控制系統(tǒng)的實時性要求，但仍存在以下幾個問題：(1)飛行控制系統(tǒng)中的任務有著豐富的QoS需求，但是實時CORBA只能提供簡單的優(yōu)先級設置接口，無法滿足應用需求；(2)對于正在運行的任務，由于當前飛行器的任務或者外部環(huán)境發(fā)生變化，其QoS需求也會發(fā)生變化，但實時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)絡進行通信，因此飛行控制系統(tǒng)也面臨無線網(wǎng)絡帶來的不穩(wěn)定因素，需要考慮網(wǎng)絡變化的影響；(4)

3、實時CORBA技術并未定義和實現(xiàn)任何接納控制機制，當系統(tǒng)中任務過多時，會導致重要任務執(zhí)行受阻。
　　 由于傳統(tǒng)實時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OCP(Open Control Platform)和實時CORBA的基礎上提出了符合飛行控制系統(tǒng)要求的分布式實時中間件框架平臺，并給出具體解決方案。論文主要工作如下：
　　 (1)提出一個面向飛行控制系統(tǒng)的動態(tài)分布式實時中間件平臺DrfCP(Dist

4、ributedReal-time Flight Control Platform)，該平臺符合開放控制平臺的層次化設計思想，并根據(jù)飛行控制系統(tǒng)實際使用需求進行設計。
　　 (2)對DrfCP中的關鍵機制開展研究，包括：針對飛行控制應用QoS需求豐富而實時CORBA相關接口簡單的矛盾，設計任務QoS參數(shù)到實時任務優(yōu)先級的映射機制和映射算法；設計DrfCP中的任務優(yōu)先級動態(tài)調(diào)整機制，使飛行控制系統(tǒng)可以根據(jù)任務規(guī)則內(nèi)容，動態(tài)調(diào)整正在執(zhí)

5、行任務的優(yōu)先級來反映任務QoS需求變化；針對無線網(wǎng)絡狀態(tài)變化的影響，提供網(wǎng)絡監(jiān)測機制實時監(jiān)測當前網(wǎng)絡狀態(tài)，為任務集評估和接納控制提供網(wǎng)絡狀態(tài)信息支持；設計DrfCP中的接納控制機制，根據(jù)QoS參數(shù)對進入平臺的任務作評估和篩選，從而保證重要任務執(zhí)行的資源需求。
　　 (3)設計并實現(xiàn)DrfCP原型系統(tǒng)，并對該原型系統(tǒng)做功能和性能測試。實驗結(jié)果表明，DrfCP功能達到設計要求，并具有較好的性能，由于引入DrfCP給系統(tǒng)帶來的額外開銷