CCIPS的分布實(shí)時(shí)容錯(cuò)一體化研究.pdf

1、分布式航天器系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)DSS)由多顆微小衛(wèi)星組成，通過(guò)微小衛(wèi)星的相互協(xié)作來(lái)完成預(yù)定的科研、軍事任務(wù)。分布式航天器協(xié)同控制信息處理子系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)CCIPS)運(yùn)行于分布式航天器系統(tǒng)中，該子系統(tǒng)要滿(mǎn)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(diǎn)對(duì)CCIPS的分布實(shí)時(shí)容錯(cuò)一體化進(jìn)行了研究，提出了相關(guān)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)此方案進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。 本文首先對(duì)普通系統(tǒng)中所采用的容錯(cuò)技術(shù)和實(shí)時(shí)容錯(cuò)技術(shù)進(jìn)行了研究。容錯(cuò)技術(shù)常采用冗余

2、的方式：硬件冗余、軟件冗余、時(shí)間冗余和信息冗余。而實(shí)時(shí)容錯(cuò)的研究可以從兩個(gè)方面入手：一種是調(diào)度算法，另外一種是容錯(cuò)結(jié)構(gòu)。從調(diào)度算法入手就提出了容錯(cuò)實(shí)時(shí)調(diào)度算法，從容錯(cuò)結(jié)構(gòu)入手就提出了軟件容錯(cuò)庫(kù)概念。 在對(duì)容錯(cuò)和實(shí)時(shí)容錯(cuò)研究的基礎(chǔ)上，本文對(duì)CCIPS中所采用的實(shí)時(shí)容錯(cuò)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。首先，在CCIPS容錯(cuò)設(shè)計(jì)時(shí)引入了“免疫”和“自愈”的概念，系統(tǒng)中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都相當(dāng)于一個(gè)自治的個(gè)體，對(duì)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(diǎn)的容錯(cuò)與系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)間容錯(cuò)相結(jié)合的思想，以此來(lái)設(shè)計(jì)CCIPS的實(shí)時(shí)容錯(cuò)。 在節(jié)點(diǎn)內(nèi)部采用軟件的方法、軟件和硬件相結(jié)合及硬件備份的方法，對(duì)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的任務(wù)和通信接口進(jìn)行容錯(cuò)處理。而且，充分利用分布式系統(tǒng)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)級(jí)的容錯(cuò)。系統(tǒng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都相當(dāng)于一個(gè)自治的個(gè)體，能通過(guò)對(duì)系統(tǒng)其他節(jié)點(diǎn)的信息收集，對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的失效情況進(jìn)行判斷，并使用負(fù)載平衡的思想來(lái)采取相應(yīng)的容錯(cuò)措施。 最后，本文還對(duì)CCIPS系統(tǒng)采取的