信息-物理融合系統(tǒng)（Cyber-Physical Systems,簡稱CPS）是計(jì)算過程和物理過程緊密結(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)算過程和物理過程深度融合共同實(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,對系統(tǒng)的可信性提出了更高的要求。因此,需要對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)域長期分離,缺乏描述計(jì)算過程和物理過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)證問題。針對此問題,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,對計(jì)算過程和物理過程之間的交互進(jìn)行協(xié)同驗(yàn)證。針對由計(jì)算系統(tǒng)（控制應(yīng)用程序和運(yùn)行平臺）和物理系統(tǒng)所構(gòu)成的實(shí)現(xiàn)級系統(tǒng)原型,本文研究了計(jì)算過程和物理... 

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

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

CPS驗(yàn)證研究示意圖

星上自主控制系統(tǒng)簡化體系結(jié)構(gòu)出離散和連續(xù)，實(shí)時和不確定等復(fù)雜信息物理特性的種外力的作用，如行星大氣、太陽電磁輻射、引力場分別產(chǎn)生氣動力矩、光壓力矩、引力梯度力矩和磁力制產(chǎn)生攝動，這些攝動的影響常常導(dǎo)致人造衛(wèi)星的姿位置和壽命的長短都有重要影響。按照陀螺定軸性的角動量越大，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)星電子系來衛(wèi)星功能越來越復(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--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，是一個模擬衛(wèi)星姿態(tài)控制的一自由度實(shí)驗(yàn)平臺，NASA 使用這套實(shí)驗(yàn)平臺模擬人造衛(wèi)星姿態(tài)的變化、采樣和控制過程。我們通過與 University of Michigan 的合作在實(shí)驗(yàn)室搭建了這套實(shí)驗(yàn)平臺，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，本文中的方法也主要通過 TableSat來闡釋。圖 1-3 實(shí)驗(yàn)平臺 TableSatTableSat 機(jī)械設(shè)計(jì)如圖 1-4 所示，在圖 1-4 中，1 所標(biāo)識的下層轉(zhuǎn)盤是底座，2 所標(biāo)識的是上層轉(zhuǎn)盤

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：2900667