CCIPS的分布實時容錯一體化研究.pdf

1、分布式航天器系統(tǒng)(簡稱DSS)由多顆微小衛(wèi)星組成，通過微小衛(wèi)星的相互協(xié)作來完成預定的科研、軍事任務。分布式航天器協(xié)同控制信息處理子系統(tǒng)(簡稱CCIPS)運行于分布式航天器系統(tǒng)中，該子系統(tǒng)要滿足DSS姿態(tài)控制、位置控制、通信管理等協(xié)同控制及數(shù)據(jù)處理的要求。本文重點對CCIPS的分布實時容錯一體化進行了研究，提出了相關的設計方案，并對此方案進行了實現(xiàn)。 本文首先對普通系統(tǒng)中所采用的容錯技術和實時容錯技術進行了研究。容錯技術常采用冗余

2、的方式：硬件冗余、軟件冗余、時間冗余和信息冗余。而實時容錯的研究可以從兩個方面入手：一種是調度算法，另外一種是容錯結構。從調度算法入手就提出了容錯實時調度算法，從容錯結構入手就提出了軟件容錯庫概念。 在對容錯和實時容錯研究的基礎上，本文對CCIPS中所采用的實時容錯進行了設計和實現(xiàn)。首先，在CCIPS容錯設計時引入了“免疫”和“自愈”的概念，系統(tǒng)中每一個節(jié)點都相當于一個自治的個體，對自身出現(xiàn)的故障具有一定的“免疫”和“自愈”能力

3、。其次，提出了把單節(jié)點的容錯與系統(tǒng)節(jié)點間容錯相結合的思想，以此來設計CCIPS的實時容錯。 在節(jié)點內部采用軟件的方法、軟件和硬件相結合及硬件備份的方法，對節(jié)點上運行的任務和通信接口進行容錯處理。而且，充分利用分布式系統(tǒng)的特點，實現(xiàn)了節(jié)點級的容錯。系統(tǒng)的每個節(jié)點都相當于一個自治的個體，能通過對系統(tǒng)其他節(jié)點的信息收集，對系統(tǒng)出現(xiàn)的失效情況進行判斷，并使用負載平衡的思想來采取相應的容錯措施。 最后，本文還對CCIPS系統(tǒng)采取的