摘要。目前,制造可靠的无人机是科学技术领域的一项重要任务,因为此类设备在数字经济和现代生活中有很多用途,因此我们需要确保其可靠性。在本文中,我们建议用低成本组件组装四轴飞行器以获得硬件原型,并使用现有的开源软件解决方案开发具有高可靠性要求的飞行控制器软件解决方案,该解决方案将满足航空电子软件标准。我们将结果用作教学课程“操作系统组件”和“软件验证”的模型。在研究中,我们分析了四轴飞行器及其飞行控制器的结构,并提出了一种自组装解决方案。我们将 Ardupilot 描述为无人机的开源软件、适当的 APM 控制器和 PID 控制方法。当今航空电子飞行控制器可靠软件的标准是实时分区操作系统,该系统能够以预期的速度响应来自设备的事件,并在隔离分区之间共享处理器时间和内存。开源 POK(分区操作内核)就是这种操作系统的一个很好的例子。在其存储库中,它包含一个四轴飞行器系统的示例设计,使用 AADL 语言对其硬件和软件进行建模。我们将这种技术与模型驱动工程应用于在真实硬件上运行的演示系统,该系统包含一个以 PID 控制作为分区过程的飞行管理过程。使用分区操作系统将飞行系统软件的可靠性提升到了一个新的水平。为了提高控制逻辑的正确性,我们建议使用形式化验证方法。我们还使用演绎方法在代码级别提供可验证属性的示例,并使用差分动态逻辑在信息物理系统级别提供可验证属性的示例,以证明稳定性。
摘要。目前,制造可靠的无人机是科学技术领域的一项重要任务,因为此类设备在数字经济和现代生活中有很多用途,因此我们需要确保其可靠性。在本文中,我们建议用低成本组件组装四轴飞行器以获得硬件原型,并使用现有的开源软件解决方案开发具有高可靠性要求的飞行控制器软件解决方案,该解决方案将满足航空电子软件标准。我们将结果用作教学课程“操作系统组件”和“软件验证”的模型。在研究中,我们分析了四轴飞行器及其飞行控制器的结构,并提出了一种自组装解决方案。我们将 Ardupilot 描述为无人机的开源软件、适当的 APM 控制器和 PID 控制方法。当今航空电子飞行控制器可靠软件的标准是实时分区操作系统,该系统能够以预期的速度响应来自设备的事件,并在隔离分区之间共享处理器时间和内存。开源 POK(分区操作内核)就是这种操作系统的一个很好的例子。在其存储库中,它包含一个四轴飞行器系统的示例设计,使用 AADL 语言对其硬件和软件进行建模。我们将这种技术与模型驱动工程应用于在真实硬件上运行的演示系统,该系统包含一个以 PID 控制作为分区过程的飞行管理过程。使用分区操作系统将飞行系统软件的可靠性提升到了一个新的水平。为了提高控制逻辑的正确性,我们建议使用形式化验证方法。我们还使用演绎方法在代码级别提供可验证属性的示例,并使用差分动态逻辑在信息物理系统级别提供可验证属性的示例,以证明稳定性。
摘要。目前,制造可靠的无人机(无人机)是科学和技术的一项重要任务,因为此类设备在数字经济和现代生活中有很多用例,所以我们需要确保它们的可靠性。在本文中,我们建议用低成本组件组装四轴飞行器以获得硬件原型,并使用现有的开源软件解决方案开发具有高可靠性要求的飞行控制器软件解决方案,该解决方案将满足航空电子软件标准。我们将结果用作教学课程“操作系统组件”和“软件验证”的模型。在研究中,我们分析了四轴飞行器及其飞行控制器的结构,并提出了一种自组装解决方案。我们将 Ardupilot 描述为无人机的开源软件、适当的 APM 控制器和 PID 控制方法。当今航空电子飞行控制器可靠软件的标准是实时分区操作系统,该系统能够以预期的速度响应来自设备的事件,并在隔离分区之间共享处理器时间和内存。此类操作系统的一个很好的例子是开源 POK(分区操作内核)。在其存储库中,它包含一个四轴飞行器系统的示例设计,使用 AADL 语言对其硬件和软件进行建模。我们将这种技术与模型驱动工程应用于在真实硬件上运行的演示系统,该系统包含一个以 PID 控制作为分区过程的飞行管理过程。使用分区操作系统将飞行系统软件的可靠性提升到了一个新的水平。为了提高控制逻辑的正确性,我们建议使用形式验证方法。我们还提供了使用演绎方法在代码级别以及使用微分动态逻辑在信息物理系统级别验证属性的示例,以证明稳定性。
摘要。目前,制造可靠的无人机是科学技术领域的一项重要任务,因为此类设备在数字经济和现代生活中有很多用途,因此我们需要确保其可靠性。在本文中,我们建议用低成本组件组装四轴飞行器以获得硬件原型,并使用现有的开源软件解决方案开发具有高可靠性要求的飞行控制器软件解决方案,该解决方案将满足航空电子软件标准。我们将结果用作教学课程“操作系统组件”和“软件验证”的模型。在研究中,我们分析了四轴飞行器及其飞行控制器的结构,并提出了一种自组装解决方案。我们将 Ardupilot 描述为无人机的开源软件、适当的 APM 控制器和 PID 控制方法。当今航空电子飞行控制器可靠软件的标准是实时分区操作系统,该系统能够以预期的速度响应来自设备的事件,并在隔离分区之间共享处理器时间和内存。开源 POK(分区操作内核)就是这种操作系统的一个很好的例子。在其存储库中,它包含一个四轴飞行器系统的示例设计,使用 AADL 语言对其硬件和软件进行建模。我们将这种技术与模型驱动工程应用于在真实硬件上运行的演示系统,该系统包含一个以 PID 控制作为分区过程的飞行管理过程。使用分区操作系统将飞行系统软件的可靠性提升到了一个新的水平。为了提高控制逻辑的正确性,我们建议使用形式化验证方法。我们还使用演绎方法在代码级别提供可验证属性的示例,并使用差分动态逻辑在信息物理系统级别提供可验证属性的示例,以证明稳定性。
新一代安全关键型嵌入式网络物理 (Ref.1) 武器系统,包括垂直升力航空电子系统。导致这些问题的因素包括软件支持功能的增长、系统集成中的交互复杂性以及模糊、缺失、不完整和不一致的要求。问题继续阻碍资源利用、时间和调度、并发性和分布以及安全和保障方面的系统。一种基于 SAE International® 航空航天标准 AS5506C 架构分析和设计语言 (AADL) 的新方法,称为架构中心虚拟集成流程 (ACVIP),正在由美国陆军开发和研究以应对这些挑战。ACVIP 是一种组合、定量、以架构为中心、基于模型的方法,可在早期阶段和整个生命周期中进行虚拟集成分析,以检测和删除目前直到软件、硬件和系统集成和验收测试才发现的缺陷。名为联合多角色 (JMR) 技术演示器 (TD) 的科学与技术 (S&T) 计划与任务系统架构演示工作一起,正在开发、试行、评估和完善模块化开放系统方法 (MOSA)、综合架构策略 (CAS) 和基于模型的工程 (MBE),包括通过与承包商团队合作的多个项目为未来垂直升力 (FVL) 系列系统做准备的 ACVIP。ACVIP 在解决网络物理系统 (CPS) 问题方面发挥着关键作用,并且可以成为美国国防部 (DoD) 数字工程战略的关键贡献者。它提供了一个明确的标准作为商业工具市场的基础,为技术的成熟和商业化的持续努力提供了现成的基础,提供了成功的早期演示,并为权威事实来源 (ASoT) 做出了独特的架构贡献。我们将首先讨论 CPS 开发中的挑战以及 ACVIP 为应对这些挑战所做的贡献。然后,我们概述了 ACVIP 如何成为国防部数字工程战略 (Ref.2) 所有五个目标(见图 8)的关键组成部分。