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第1章　绪论1

1.1　机载机电综合管理系统1

1.2　国外机载机电综合管理系统的发展简况2

1.3 国内机载机电综合管理系统的发展4

1.4　总线技术发展概况5

1.4.1　ARINC4295

1.4.2　ARINC6296

1.4.3　光纤总线7

1.4.4　SCI总线8

1.4.5　AFDX(ARINC664)9

1.4.6　1553B总线10

1.4.7　1773B总线10

1.4.8　高速数据总线HSDB11

1.4.9　CAN总线11

1.4.10　快速以太网12

1.4.11　VXI和PXI总线15

1.4.12　PROFIBUS总线16

1.4.13　SERCOS总线16

1.4.14　航空电子统一网络17

1.5　本书内容安排18

参考文献19

第2章　分布式混合实时仿真平台20

2.1　仿真系统的研究目标20

2.2　分布式实时仿真系统的仿真特性21

2.3　仿真平台的拓扑结构21

2.4　仿真平台的硬件结构23

2.5　实时操作系统的选择24

2.5.1 Windows NT+RTX的形式24

2.5.2 Linux+RTLinux的形式25

2.5.3　多线程模型26

2.5.4　基于POSIX的多线程实现方法28

2.6　仿真平台的软件结构31

2.7　1553B总线通信设计32

2.7.1　1553B总线概述32

2.7.2　总线控制器（BC）软件设计37

2.7.3　远程终端（RT）软件设计40

2.7.4　1553B消息传输方式43

2.7.5　1553B通信实例设计45

2.8　1553B总线通信时钟同步策略50

2.8.1　1553B总线的技术指标分析50

2.8.2　机电综合仿真平台的容错时钟同步策略53

2.9　可靠性分析56

2.9.1　全透明结构可靠性模型56

2.9.2　综合管理系统可靠性计算58

参考文献58

第3章　多处理机多任务的分配与调度60

3.1　机电系统综合控制管理任务60

3.1.1　机电系统综合控制管理任务特点61

3.1.2　实时任务执行关系62

3.1.3　总线管理下的容错与重构机制及其实现62

3.2　静态负载分配算法的研究65

3.2.1　基于图论的调度算法65

3.2.2　整数规划方法66

3.2.3　分枝限界法66

3.2.4　启发式算法66

3.2.5　仿真平台任务分配算法67

3.2.6　算法稳定性及性能分析71

3.2.7　邻域搜索遗传算法（ADGA）72

3.2.8　基于蚁群算法的静态任务调度算法的设计80

3.3　仿真平台动态任务调度研究90

3.3.1　动态任务调度基本概念90

3.3.2　仿真平台动态任务调度算法（任务转移）91

3.3.3　动态唤醒（系统重构）92

3.4　基于MAS的动态任务调度算法93

3.4.1 Multi-Agent System（MAS）的组织结构分析93

3.4.2　基于招标机制的动态任务调度策略94

3.4.3　算法分析97

3.5　动态反馈自适应任务调度99

3.5.1　方案设计99

3.5.2　调度算法101

3.6　流体动力学负载平衡方法与实现108

3.6.1　问题的形成108

3.6.2　流体动力学负载平衡方法109

3.6.3　收敛特性分析111

3.6.4　动态任务调度算法的实现116

3.7　动态容错算法研究117

3.7.1　轮转容错方法研究118

3.7.2　轮转容错方法可靠性分析119

3.7.3　多余度轮转容错方法设计121

3.8　任务模型、任务调度算法模型、双层任务调度算法122

3.8.1　任务调度途径选择122

3.8.2　任务调度方法确定123

3.8.3　任务调度算法模型分析124

3.8.4　外层任务调度算法128

3.8.5　内层任务调度算法133

参考文献136

第4章　机电子系统建模与控制141

4.1　一般伺服系统的建模141

4.2　防滑刹车子系统142

4.3　起落架收放系统仿真146

4.3.1　起落架简化图147

4.3.2　起落架运动学和动力学模型147

4.3.3　起落架收放系统的仿真系统151

4.4　前轮转弯系统152

4.4.1　飞机地面运动的运动学和动力学模型153

4.4.2　飞机地面运动的限制156

4.4.3　前轮转弯运动的仿真模型157

4.5　电源系统的建模与仿真159

4.5.1　电源系统的工作原理159

4.5.2　飞机交流电源系统的数学模型160

4.5.3　交流电源系统控制模型163

4.5.4　电源系统仿真164

4.6　环控系统的建模与分析165

4.6.1　环控系统的工作原理165

4.6.2　环控系统数学模型的建立166

4.6.3　环控系统的仿真结果171

4.7　燃油系统的建模与仿真172

4.7.1　燃油系统的工作原理172

4.7.2　燃油系统的数学模型173

4.8　液压系统的建模和仿真175

4.8.1　液压能源系统的工作原理175

4.8.2　微机控制液压泵恒压控制的数学模型176

4.8.3　恒压变量泵仿真结果178

4.9　子系统控制性能的分析与方法设计179

4.9.1　网络控制时滞环节对系统性能的影响179

4.9.2　分布式网络控制时滞控制器的设计181

4.9.3　时滞环节的辨识设计186

参考文献189

第5章　故障注入系统及故障诊断与监控191

5.1　故障注入系统设计191

5.1.1　故障模型库192

5.1.2　故障注入器设计193

5.1.3　仿真实例合成器195

5.1.4　故障处理器196

5.1.5　执行过程196

5.2　分布式系统级故障诊断197

5.2.1　处理机故障诊断197

5.2.2　通信链路故障诊断200

5.3　环境控制系统控制通道的故障诊断201

5.3.1　系统的故障分析201

5.3.2　座舱供气控制系统的故障诊断方案202

5.3.3　基于特征结构配置的作动器的故障诊断方法202

5.3.4　基于特征结构配置方法的环控系统作动器的故障诊断207

5.3.5　环控系统作动器故障诊断仿真研究208

5.3.6　基于卡尔曼滤波的传感器的故障诊断研究209

5.3.7　环控系统的故障检测方法研究213

5.3.8　专家系统的引入216

5.4　刹车防滑控制系统的故障诊断研究222

5.4.1　人工神经网络原理及其BP算法223

5.4.2　模糊神经网络及其故障诊断方法226

5.4.3　基于基本MLP与模糊神经网络的刹车系统的故障诊断研究228

5.4.4　刹车系统故障诊断的总体方案229

5.4.5　模糊量化230

5.4.6　刹车系统故障诊断的仿真研究231

参考文献232

第6章　分布式数据库系统研究及仿真应用233

6.1　分布式数据库系统233

6.1.1　发展趋势233

6.1.2　定义及特点235

6.1.3　数据分片及分布236

6.1.4　体系结构237

6.1.5　设计流程238

6.2　分布式仿真数据库系统240

6.2.1　仿真技术概述240

6.2.2　分布式仿真数据241

6.2.3　分布式实时数据库系统245

6.2.4　分布式仿真数据库设计实例246

参考文献254

第7章　系统仿真平台试验研究255

7.1　仿真平台试验设备255

7.1.1　试验平台组成255

7.1.2　初始参数255

7.2　仿真实例合成257

7.3　传递时间预估258

7.3.1　任务执行时间预估258

7.3.2　消息传输时间预估258

7.4　1553B总线传输时延测试260

7.4.1　传输时延测试方法一260

7.4.2　传输时延测试方法二260

7.5　系统综合试验262

7.6　任务调度与容错结果分析264

7.6.1　静态调度结果分析264

7.6.2　动态容错结果分析265

7.6.3　处理机故障时动态任务调度265

参考文献267

第8章　PROFIBUS-DP现场总线及应用268

8.1 PROFIBUS现场总线268

8.1.1　概述268

8.1.2　PROFIBUS-DP的物理层269

8.1.3 PROFIBUS-DP数据链路层271

8.1.4　PROFIBUS-DP用户层278

8.2 PROFIBUS-DP现场总线在工程机械液压底盘模拟试验台上的应用281

8.2.1　试验台的总体方案概述281

8.2.2　测控系统的体系结构283

8.3　PROFIBUS-DP网络控制系统时延分析288

8.3.1　PROFIBUS-DP网络控制信息传输的时延分析288

8.3.2　PROFIBUS-DP网络时延分析及最大时延的估算290

8.3.3　PROFIBUS-DP网络时延的简化299

8.4　网络时延导致系统性能下降的补偿方法300

参考文献302

第9章　CAN、SERCOS总线及其应用303

9.1　CAN现场总线303

9.1.1　概述303

9.1.2　CAN总线的发展303

9.1.3　CAN总线工作过程303

9.1.4　CAN总线的主要特性304

9.1.5　CAN总线的数值特性304

9.1.6　CAN总线的传输距离305

9.1.7　CAN总线的技术规范305

9.1.8　CAN展望307

9.2　CAN总线在液压关节机器人上的应用307

9.2.1　液压关节机器人307

9.2.2　控制系统的总体结构308

9.2.3　控制系统上位机设计309

9.2.4　控制系统下位机设计311

9.3　CAN总线在飞控仿真平台上的应用316

9.3.1　硬件结构316

9.3.2　软件结构317

9.4 1553B总线与CAN总线比较分析318

9.4.1　协议上的比较318

9.4.2　传输性能上的比较319

9.5 SERCOS总线及其在姿态模拟系统中的应用322

9.5.1　SERCOS总线322

9.5.2　舰艇姿态模拟系统的控制系统323

参考文献324

第10章　测试总线325

10.1　测控总线的概述325

10.2　VXI总线测试系统326

10.2.1　VXI总线技术的产生与发展326

10.2.2　VXI总线测试系统设计326

10.2.3　VXI总线技术在液压测试系统中的应用332

10.3　PXI现场总线及应用339

10.3.1　虚拟仪器339

10.3.2　PXI总线测试系统342

参考文献349