Problemy implementacji systemu sterowania lotem na platformę systemu operacyjnego czasu rzeczywistego VxWorks

• Autorzy: Samolej S. , Rogalski T. , Nowak D.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2013.46

Warianty tytułu

EN

Flight control system on the VxWorks real-time operating system platform - selected implementation issues

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wprowadzanie technik wytwarzania oprogramowania sterującego dla statków powietrznych oparte na systemach operacyjnych napotyka na pewne bariery psychologiczne. Procedury komunikacyjne, zarządzające procesami oraz sterujące urządzeniami wejścia/wyjścia są dostarczane w postaci skompilowanych modułów programowych, co często rodzi wątpliwości co do jakości i przewidywalności otrzymanych gotowych modułów programowych. Oprogramowanie przygotowywane na platformę systemu operacyjnego czasu rzeczywistego ma zwykle strukturę współbieżną, składającą się z komunikujących się między sobą i otoczeniem potencjalnie równolegle wykonywanych zadań. Opracowywanie aplikacji współbieżnych ma opinię zadania trudnego i niosącego wiele zagrożeń, takich jak możliwość zakleszczenia czy zagłodzenia procesów obliczeniowych. W pracy omówiono praktyczne zagadnienia związane z opracowywaniem oprogramowania systemu sterowania lotem na platformę wielozadaniowego systemu operacyjnego czasu rzeczywistego. Przeprowadzono dyskusję nad celowością stosowania systemów operacyjnych w aplikacjach awionicznych. Rozważano problemy dekompozycji podsystemów sterowania na zbiór współbieżnych zadań czasu rzeczywistego oraz zasady konstruowania kanałów komunikacyjnych pomiędzy komponentami systemu. Opracowanie podsumowuje doświadczenia zdobyte podczas wytwarzania oprogramowania autopilota dla Latającego Obserwatora Terenu, realizowanego jako projekt rozwojowy nr OR00011611.

EN

Implementation of manufacturing techniques of control software for aicrafts based on operating systems encounters psychological difficulties. Communication procedures of processes management and control input-output attachments are delivered as complicated programmatic modules which raise doubts about quality and predictability of ready-to-use programmatic modules. Real-time operating system software has usually concurrent structure consisting of potentially parallel tasks communicating with each other. Developing of concurrent applications is a difficult task and is characterized by number of risks, such as possibility of deadlock or starvation of computational processes. Some new development steps ought to be taken into consideration during the real-time operating system based on flight control system programming. These steps as well as the advantages and disadvantages of real-time operating systems introduction in avionic applications are discussed in this paper. The technique of decomposition of flight control functions into a set of cooperating real-time tasks and inter-tasks data exchange strategies are also briefly presented. The research reported in this paper was supported by Polish scientific founds as a development project No. OR00011611.

Słowa kluczowe

PL

statek powietrzny; system operacyjny czasu rzeczywistego; system sterowania lotem

EN

aircraft; real-time operating system; flight control system

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 85[288], nr 4
• Strony: 515--524
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Samolej S.

• Politechnika Rzeszowska, al. Powstanców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów

autor

Rogalski T.

• Politechnika Rzeszowska, al. Powstanców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów

autor

Nowak D.

• Politechnika Rzeszowska, al. Powstanców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• 1.Austin R.: Unmanned aircraft systems. UAVS Design, Development and Deployment, John Wiley & Sons, 2010.
• 2.Lozano R. (ed.): Unmanned aerial vehicles. John Wiley & Sons, 2010.
• 3.http://www.avinc.com/uas/.
• 4.http://www.ga-asi.com/products/aircraft/.
• 5.http://www.eurotech.com.pl/produkty-i-uslugi/2/lotnictwo-i-awionika.
• 6.http://www.wb.com.pl/Rozwiazania,Systemy-C4ISR,Systemyrozpoznania.html.
• 7.Bachuta M.J., Czyba R., Janusz W., Yurkevich V.D.: UAV glider control system based on dynamic contraction method. 17th Int. Conf. Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR), 2012, pp. 114-118.
• 8.Campoy P. et al.: Computer vision onboard UAVs for civilian tasks. J. Intelligent Robotic Systems, 54 (2008), 105-135.
• 9.Gosiewski Z., Kulesza Z.: Application of unfalsified control theory in controlling MAV. Solid State Phenomena, 198 (2013), 171-175.
• 10.Jaromi G., Rogalski T., Rzucidło P., Wałek Ł.: Integracja układu sterowania z mini BSL. V Konferencja Awioniki, Rzeszów 2007.
• 11.Kopecki G., Pieniążek J., Rogalski T., Rzucidło P., Tomczyk A.: Proposal for navigation and control system for small UAV. Aviation 14 (2010), 77-82.
• 12.Rogalski T.: The control algorithms for manoeuvring flying target. Scientific Aspects of Unmanned Mobile Vehicle, Politechnika Świętokrzyska, Kielce 2010, t. 1, 177-184.
• 13.Zhou G., Zang D.: Civil UAV system for earth observation. Geoscience and Remote Sensing Symposium, IGARSS 2007, pp. 5319-5322.
• 14.Dołęga B., Rzucidło P.: Monitorowanie pracy układu sterowania bezzałogowym aparatem latającym. ZN AMW, Gdynia 2011, t. LII, 83-91.
• 15.Grzybowski P., Kordos D., Rzucidło P.: Metody zapewnienia bezpieczeństwa z poziomu naziemnej stacji kontroli lotu. Mat. konf. „Bezzałogowe Statki Powietrzne w Polsce”, Warszawa 2012.
• 16.VxWorks Kernel Programmer's Guide 6.8. Wind River Systems, Inc., 2009.
• 17.Wind River System Viewer User's Guide 3.2. Wind River Systems, Inc., 2009.
• 18.Wind River VxWorks Platforms User's Guide 3.8. Wind River Systems, Inc., 2009.
• 19.AFDX: The next generation interconnect for avionics subsystems. Avionics Magazine Tech. Report, 2008.
• 20.Samolej S., Rogalski T., Kopecki G., Tomczyk A.: The integration of a prototype pitch control application with IMA2G devices. Automatyka, Wydaw. Naukowo-Dydaktyczne AGH w Krakowie, artykuł zaakceptowany do druku.
• 21.https://www.rtai.org/.
• 22.http://www.freertos.org/.
• 23.Klein M.H.: A practitioner's handbook for real-time analysis: Guide to rate monotonic analysis for real-time systems. Kluwer Academic Publishers, 1993.