發(fā)布時(shí)間：2020-12-06 03:50

　　信息-物理融合系統(tǒng)（Cyber-Physical Systems,簡(jiǎn)稱CPS）是計(jì)算過(guò)程和物理過(guò)程緊密結(jié)合與協(xié)作的一類復(fù)雜嵌入式系統(tǒng),構(gòu)成CPS系統(tǒng)的計(jì)算過(guò)程和物理過(guò)程深度融合共同實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能,并且共同影響系統(tǒng)的非功能屬性。由于CPS技術(shù)廣泛應(yīng)用于城市交通、航空航天、智能電網(wǎng)、汽車電子、保健醫(yī)療等重要領(lǐng)域,對(duì)系統(tǒng)的可信性提出了更高的要求。因此,需要對(duì)信息物理的深度融合進(jìn)行充分的驗(yàn)證,以滿足CPS系統(tǒng)的高可信要求。在CPS系統(tǒng)中,大規(guī)模復(fù)雜異構(gòu)性、延遲不確定性、以及精確控制的要求導(dǎo)致對(duì)信息物理之間交互的驗(yàn)證更加復(fù)雜。目前,在計(jì)算系統(tǒng)和物理系統(tǒng)中都有各自較為成熟的驗(yàn)證理論和方法,但是由于這兩者研究領(lǐng)域長(zhǎng)期分離,缺乏描述計(jì)算過(guò)程和物理過(guò)程之間交互的精確模型與驗(yàn)證方法,不能很好地解決信息物理之間的交互驗(yàn)證問(wèn)題。針對(duì)此問(wèn)題,在已有嵌入式系統(tǒng)和混成系統(tǒng)驗(yàn)證技術(shù)研究基礎(chǔ)上,本文結(jié)合衛(wèi)星姿控一類CPS系統(tǒng)的特征和需求,提出了一種CPS系統(tǒng)信息物理協(xié)同驗(yàn)證方法,對(duì)計(jì)算過(guò)程和物理過(guò)程之間的交互進(jìn)行協(xié)同驗(yàn)證。針對(duì)由計(jì)算系統(tǒng)（控制應(yīng)用程序和運(yùn)行平臺(tái)）和物理系統(tǒng)所構(gòu)成的實(shí)現(xiàn)級(jí)系統(tǒng)原型,本文研究了計(jì)算過(guò)程和物理... 

【文章來(lái)源】：西北工業(yè)大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：152 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

CPS驗(yàn)證研究示意圖

星上自主控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化體系結(jié)構(gòu)出離散和連續(xù)，實(shí)時(shí)和不確定等復(fù)雜信息物理特性的種外力的作用，如行星大氣、太陽(yáng)電磁輻射、引力場(chǎng)分別產(chǎn)生氣動(dòng)力矩、光壓力矩、引力梯度力矩和磁力制產(chǎn)生攝動(dòng)，這些攝動(dòng)的影響常常導(dǎo)致人造衛(wèi)星的姿位置和壽命的長(zhǎng)短都有重要影響。按照陀螺定軸性的角動(dòng)量越大，其陀螺的定軸性就越好，抗干擾能力就到定向控制的目的。衛(wèi)星繞其自旋軸旋轉(zhuǎn)的速率一般運(yùn)行期間，在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)姿態(tài)控制器的時(shí)候就要考慮衛(wèi)慮衛(wèi)星有效載荷、質(zhì)量特性等物理要求，另外也要考各種因素的影響。隨著微處理器技術(shù)及 SoC 技術(shù)的快采用嵌入式計(jì)算技術(shù)，星載嵌入式軟件的作用和地位各種控制、管理、數(shù)據(jù)處理軟件已經(jīng)成為衛(wèi)星電子系來(lái)衛(wèi)星功能越來(lái)越復(fù)雜，軟件規(guī)模也在成倍增加，星劇增加。

51.2.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)--TableSat人造衛(wèi)星姿態(tài)控制模擬環(huán)境 TableSat[11,12]，如圖 1-3 所示，是一個(gè)模擬衛(wèi)星姿態(tài)控制的一自由度實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，NASA 使用這套實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模擬人造衛(wèi)星姿態(tài)的變化、采樣和控制過(guò)程。我們通過(guò)與 University of Michigan 的合作在實(shí)驗(yàn)室搭建了這套實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在本文中將 TableSat 作為人造衛(wèi)星姿態(tài)控制的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，本文中的方法也主要通過(guò) TableSat來(lái)闡釋。圖 1-3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái) TableSatTableSat 機(jī)械設(shè)計(jì)如圖 1-4 所示，在圖 1-4 中，1 所標(biāo)識(shí)的下層轉(zhuǎn)盤是底座，2 所標(biāo)識(shí)的是上層轉(zhuǎn)盤

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：2900667