分布式仿真系统非阻塞式协同检查点协议

联邦存储是实现分布式仿真系统容错的基础,IEEE1516-2000中提供了一种阻塞式的系统状态存储协议,实际使用时会给系统带来很大开销。根据对系统状态存储过程中仿真组件状态变化影响因素的分析,提出了一种非阻塞式的系统状态存储协议,该协议完整地解决了由于在系统状态存储期间允许时间推进导致所保存的RTI状态和对应成员状态时间上的不一致、由于成员间消息传递导致不同成员状态的不一致及in-transit消息问题。先完成状态保存的成员不需阻塞,该协议在一定程度上降低了联邦存储的开销。证明了该协议的正确性。     

基于自适应快速终端滑模的航天器容错控制

针对执行机构发生故障时的航天器姿态控制问题,提出了一种基于自适应快速终端滑模的容错控制设计方法。该方法通过选择具有快速终端特性的滑模面,提高航天器容错控制的收敛速率,实现系统有限时间稳定|利用自适应控制方法在线调整控制器参数,消除对故障最小 值信息的依赖。仿真结果表明,与基于普通滑模控制器的容错控制相比,所提出的方法在保证系统鲁棒性和稳定性的同时,三轴姿态角和态角速度收敛时间可分别降低约54.5%和50%,实现快速有效的航天器容错控制。     

分布实时仿真中的时钟硬同步研究

为了满足分布实时仿真在苛刻实时层上对时钟同步的高精度要求,提出了一种时钟硬同步方案,利用FPGA硬件电路跟踪锁定外部1PPS时钟信号,生成高精度高分辨率的本地时钟。重点解决了本地晶振频率校正,外时钟的毛刺剔除、丢失补发及重新锁定,同步误差分析及补偿等问题。实验结果表明,时钟硬同步作为物理层同步技术,克服了传统软同步的协议开销及网络传输延时的不确定性,能够实现微秒级同步精度。     

一种基于虚拟对象的进程检查点实现方法

检查点回卷恢复策略是实现软件容错的一种重要方法。基于虚拟对象策略的进程检查点实现方法把应用层与系统层的直接交互被重定向为应用层与虚拟对象层的交互以及虚拟对象层与系统层的交互。故障恢复时,虚拟对象层重新和系统层捆绑结合,使得进程环境故障前后的差异性对应用层透明。另外,基于虚拟对象的检查点策略不须要进行对象句柄转换,避免了对象句柄转换所带来的开销。该方法具有开销小的特点,并且支持多线程及线程间的同步。     

基于事件触发采样的无尾翼飞机自适应容错姿态控制

针对具有通信带宽受限的无尾翼飞机姿态跟踪控制问题,考虑模型不确定、外部扰动及执行器故障的影响,提出一种基于事件触发采样与自适应的容错姿态控制方法。首先,在无尾翼飞机六自由度动力学与运动学模型基础上建立了面向控制的姿态控制模型。通过引入事件触发机制成功降低了控制器与执行器通道之间通信频率,缓解了总线的通信压力同时避免了Zeno现象的发生。然后,通过自适应的有界估计成功补偿了执行器故障及事件触发引起的采样误差的影响。最后,基于Lyapunov稳定性分析证明了所提出的控制方法能够保证系统所有信号一致最终有界。数值仿真结果表明,所提出的控制方法能够有效降低控制器的更新频率,同时实现无尾翼飞机姿态对于控制指令的跟踪。     

基于多核平台的乐观并行离散事件仿真

计算机处理器的发展已进入多核时代,为并行离散事件仿真的推广提供了良好的契机。分析了离散事件仿真多核并行化的并行编程模型及时间同步问题,采用乐观同步协议设计实现了一个基于多核平台的并行离散事件仿真引擎。在具有8个执行核的惠普多核服务器上,使用Phold模型系统地测试了并行仿真引擎的各项开销以及事件粒度、进程数目、前瞻量、事件的本地性对仿真性能的影响。实验结果表明,对于事件粒度较大的仿真应用,基于多核平台的乐观并行离散事件仿真能获得良好的加速比。     

连续多时滞系统的保成本H∞容错控制

针对状态具有多个时滞的线性连续系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,研究了在执行器发生故障的情况下,连续多时滞系统的保成本H_∞容错控制问题。首先,在无外部扰动时,得到了系统存在容错控制器的一个充分条件|其次,得到了系统存在保成本容错控制器的一个充分条件|最后,在有外部扰动时,得到了系统存在H_∞容错控制器的一个充分条件。进一步,得到了系统存在保成本H_∞容错控制器的一个充分条件以及该控制器的设计方法。仿真结果证明了该方法的正确性和有效性。     

用时间序列分析方法动态确定检查点时间间隔

设置检查点是容错计算机系统进行故障恢复的重要手段。检查点的开销则是影响其性能的一个主要因素。许多文献已指出检查点开销主要是来自于对进程状态的保存。文章采用时间序列分析的方法对进程状态大小变化情况进行分析和预测,动态选择恰当的检查点时间间隔,减少检查点时需保存的进程状态量,从而减小了检查点的开销。     

基于SE(3)的航天器姿轨一体化有限时间容错控制

针对相对运动航天器,当执行机构出现故障以及外部干扰和系统不确定性同时存在的情形下,利用滑模控制的鲁棒性,提出了一种有限时间容错控制方法。基于李群SE(3)建立了单刚体航天器姿轨一体化模型,并在指数坐标下推导了相对运动航天器误差动力学方程。设计了一类非奇异快速终端滑模面,并采用等价自适应方法设计控制器估计和补偿外总扰动,提出的容错控制算法可以不依赖于故障诊断与检测环节。运用Lyapunov方法证明了系统在故障和扰动等多约束条件下的稳定性和有限时间快速收敛性,数值仿真结果分析也验证了该容错控制器的快速性、准确性与可靠性。     

线性时滞系统主动容错H∞控制

采用一种具有广义内模控制结构的反馈控制器,研究一类线性时滞系统的主动容错H∞控制问题。针对可由外系统描述其动态行为的故障,设计了基于观测器的故障估计器,并在此基础上将在线故障估计信息用于控制器的故障补偿,提出了基于广义内模控制的主动容错控制系统设计方法。应用时滞系统有界实引理,推导并证明了问题可解的依赖于时滞的充分条件,给出了这类主动容错控制系统设计的具体步骤。算例验证了该方法的有效性。     

基于稳健回归的TTE时钟补偿算法

时间触发以太网(time-triggered ethernet, TTE)通过精确的时间调度,保证了通信数据的实时性传输,满足了航空电子、运输及工业自动化等众多领域中关键安全系统的传输要求。然而,现有的TTE标准虽然规定了时间触发以太网的时钟同步流程,但未对时钟补偿问题给予具体解决方法。针对TTE的时钟同步特点,提出了一种基于稳健回归的时钟同步补偿方法。通过稳健回归算法对时钟误差进行估计,再根据估计误差对各节点的本地时钟进行补偿,所提出的算法成功解决了传统时钟补偿方法导致的时钟跳变和野值影响的问题。仿真结果也证实了,在野值比例不大于50%的情况下,所提算法在时钟同步精度方面明显优于传统的直接补偿算法和无稳健性的最小二乘补偿算法。     

A Hybrid Formal Description Method Based on FSM,CSP and ADT for Communication Protocol

1.INTRODVCTIOWWiththedevelopmentofcomputernetworksandthedistributionofcomputersystems,thecomplexityandvarietyofcommunicationprotocolsandserviceshavebeengreatlyincreasedandsohavetheneedsofformaltechniquesforspecifying,validating,implementingandtestingprotocols.Moreattentionhasbeenfocusedonthissubjectofdevelopingformalmethodswhichaidtheprocessofprotocoldesign,andmuchworkontheformaltechniquesandtheiruseforprotocoldesign,implementationandtestinghasbeenp.erformedinrecentyears(SeeTable1)[2,31.T…     

用FPGA实现RS-485通信接口芯片

在点对多点主从通信系统中 ,需要合适的接口形式和通信协议实现主站与各从站的信息交换。RS -4 85接口是适合这种需求的一种标准接口形式。当选择主从多点同步通信方式时 ,工作过程与帧格式符合HDLC/SDLC协议。介绍了采用VHDL语言在FPGA上实现的以HDLC/SDLC协议控制为基础的RS - 4 85通信接口芯片。实验表明 ,这种接口芯片操作简单、体积小、功耗低、可靠性高 ,极具实用价值。     

液压系统半实物仿真通信过程实施

针对液压系统半实物仿真过程中控制模型、数学模型以及实物模型中的指令和数据传输要求,对仿真机和实物控制平台之间的通信内容、通信方式以及同步过程进行分析和定义,并在此基础上开发通信模型。通过半实物仿真平台的实际运行表明,本模型能有效的实现液压系统半实物仿真过程中的指令和数据通信,并保证内外环控制系统的正常工作。     

基于Agent的分布仿真中的通信系统设计与实现

基于Agent的建模与仿真（ABMS）是研究复杂系统的有效手段，基于Agent的分布仿真则是ABMS研究的重要内容，而通信系统是分布仿真中的基础部分。提出并利用Java语言实现了一个基于Agent的分布仿真中的通信系统．首先给出了通信系统的结构及其基本思想，对通信服务Agent、仿真Agent的通信接口和通信过程进行了详细的描述；给出了基于KQML的结构化的通信协议。在此基础之上利用XML对消息进行封装，并给了了通信原语层的XML／DTD设计，最后对通信系统的实现相关细节进行了介绍。     

基于SVM算法的短波通信协议识别技术

受时变色散信道及多径效应的影响,短波通信协议的识别存在截获信号质量差、单一特征识别准确率低等问题。提出了协议特征向量和自熵,设计了一种具有自适应学习能力的协议识别模型和相应的识别算法,最后给出了参数寻优结果以及识别准确率分析。本文的工作为短波通信协议识别技术的应用提供了重要参考。     

基于SPEAR Ⅱ的Kerberos协议安全性分析

Kerberos认证是云计算安全采用的信息安全技术之一,对Kerberos协议进行形式化验证可以有效发现和避免协议设计缺陷和攻击。采用一种自动安全协议建模和分析工具SPEAR Ⅱ对Kerberos协议的安全性进行了分析。首先设计了窃听、重放和篡改攻击场景并分析了以上场景中通信主体的特点,在此基础上提出推理假设,然后通过SPEAR Ⅱ中基于Prolog的分析引擎从协议假设条件推导到协议目标。结果表明,Kerberos协议可以抵抗窃听和重放攻击,保护合法用户密钥的安全,但在篡改攻击下,若信任主体被攻陷,则攻击者可以通过伪造密钥骗取合法用户的信任,并与合法用户建立通信。     

船用Inmarsat-B系统仿真

介绍了如何以VisualC 6.0为工具开发Inmarsat-B仿真系统的方法。搭建了基于局域网内的Inmarsat-B仿真系统平台。采用G.729A的语音压缩标准作为模拟Imarsat-B语音通信的核心模块。在TCP/IP参考模型中以传输层的UDP协议作为局域网中报文通信的协议。     

现场通信系统的仿真建模及其性能评价方法

由于Petri网适于描述系统冲突和竞争，故在较多场合中引入了Petri网对通信协议及系统进行建模，但目前采用Petri网对现场通信系统建模和评价还很少，通过Petri网协议描述实现现场通信和评价系统性能双重功能更无先例，本文在时间Petri网的基础上加以拓展，提出了现场通信协议的类时间Petri网描述方法，针对多协议现场通信控制装置FCCD，从理论上建立了FCCD系统的类时间Petri网模型，实现了多协议智能设备的互连及其系统的性能仿真评价。     

ENERGY-EFFICIENT SENSING COVERAGE AND COMMUNICATION FOR WIRELESS SENSOR NETWORKS

Wireless sensor networks have a wide range of applications. Sensing coverage and communication coverage are two fundamental quality of service. In this paper, we present our work on energy efficient sensing coverage and communication. We design several schemes for sensing coverage subject to different requirements and constraints respectively. We also propose a broadcasting communication protocol with high energy efficiency and low latency for large scale sensor networks based on the Small World network theory. Simulation and experiment results show that our schemes and protocol have good performance.