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出版者:Butterworth-Heinemann

作者:Tooley BA; Advanced Technological and Higher National Certificates Kingston University, Mike

出品人:

頁數:208

译者:

出版時間:2007-1

價格:435.00元

裝幀:Pap

isbn號碼:9780750681384

叢書系列:

圖書標籤:

• 航空電子設備
• 數字電子係統
• 計算機係統
• 飛機係統
• 航空工程
• 電子工程
• 計算機工程
• 嵌入式係統
• 控製係統
• 航空技術

好的，這是一份關於不包含《Aircraft Digital Electronic and Computer Systems》內容的圖書簡介，重點突齣其內容範圍和深度，同時避免提及該特定書籍。 --- 先進航空電子係統架構與集成：理論基礎、設計實踐與未來趨勢 導言：航空技術革命中的核心議題 隨著航空航天技術的飛速發展，現代飛行器的復雜性已遠超以往。從傳統的機械和模擬控製係統嚮高度集成化、數字化和智能化的電子係統轉變，是當前航空工業最顯著的特徵之一。本書深入探討瞭支撐這一轉變的底層理論、關鍵技術棧以及實際工程應用。它聚焦於現代航空器內部的通信、導航、感知、飛行控製以及態勢感知等核心功能的實現機製，旨在為航空電子工程師、係統架構師以及相關領域的學者提供一個全麵、深入的技術參考框架。 本書的核心目標是剖析先進航空電子係統的係統級設計思維，而非僅僅停留在某一具體組件的技術細節層麵。我們著重於理解不同子係統之間如何進行高效、可靠且安全的集成，以及如何應對日益嚴峻的網絡安全和電磁兼容性挑戰。 第一部分：航空電子係統基礎架構與設計原理 本部分奠定瞭理解復雜航空電子係統的基礎。我們首先迴顧瞭航空電子係統的演進曆程，分析瞭從分散式架構嚮集中式、分布式的模塊化架構（Modular Architectures）轉變的驅動力。 1. 係統級需求分析與安全性保證： 深入探討瞭航空電子係統特有的高可靠性要求（如冗餘設計、故障容忍和故障檢測機製）。重點分析瞭DO-178C/DO-254等適航標準如何影響硬件和軟件的設計流程，並詳細闡述瞭如何通過形式化驗證方法和嚴格的生命周期管理來保證係統的安全等級（Safety Levels）。 2. 嵌入式實時操作係統與資源管理： 鑒於航空任務對時間確定性的極端要求，本書詳細考察瞭專為航空應用設計的實時操作係統（RTOS）內核，例如ARINC 653等標準框架。討論瞭任務調度算法、內存保護機製以及如何確保關鍵任務的低延遲響應。此外，還探討瞭硬件加速器在數據處理管道中的作用。 3. 數據總綫與網絡拓撲： 現代飛機的布綫密度和數據交換需求催生瞭高速、確定性的內部通信網絡。本章詳盡對比瞭時間和空間觸發的通信協議，如AFDX (Avionics Full Duplex Switched Ethernet) 和TTP (Time-Triggered Protocol) 的設計哲學、幀結構、仲裁機製和流量整形技術。分析瞭如何構建一個可靠的、抗乾擾的機載數據骨乾網。 第二部分：感知、導航與態勢融閤技術 本部分轉嚮飛行器如何“看”和“定位”自身及周圍環境。現代航空係統的核心能力在於高效地整閤多源異構數據。 4. 先進傳感器接口與信號處理： 詳細剖析瞭新一代雷達、紅外搜索與跟蹤（IRST）、激光雷達（LiDAR）等關鍵傳感器的工作原理，以及它們如何通過高速接口（如SERDES或光縴）將原始數據饋送到中央處理單元。重點關注數字波束形成（Digital Beamforming）和傳感器數據預處理的技術。 5. 導航係統集成與大地測量學基礎： 全麵覆蓋瞭慣性導航係統（INS）的誤差模型、卡爾曼濾波（Kalman Filtering）在INS/GPS組閤導航中的應用，以及如何實現基於性能的導航（PBN）要求。探討瞭自主導航在無法依賴外部信號（如GPS拒絕環境）時的應對策略，包括基於視覺、地形匹配和星敏感器的輔助定位方法。 6. 態勢感知（SA）與信息融閤架構： 態勢感知是飛行員和自動駕駛儀決策的基礎。本章深入研究瞭多傳感器數據融閤（MSDF）的技術層級（從早期融閤到晚期融閤），以及如何構建高效的戰場態勢顯示係統（CD&W）。討論瞭如何利用概率推理和貝葉斯網絡來量化和降低環境不確定性。 第三部分：飛行控製與人機交互的未來方嚮 本部分關注如何安全有效地將決策轉化為物理控製，以及飛行員如何與日益復雜的電子係統進行交互。 7. 綫傳飛行控製係統（FBW）的架構深化： 詳細闡述瞭冗餘飛行控製計算機（FCC）的設計，包括投票邏輯（Voting Logic）的實現細節和關鍵輸入輸齣（I/O）管理。分析瞭如何通過軟件層麵的控製律設計（如LQR、$mathcal{H}_infty$控製）來應對氣動力的非綫性變化和外部擾動。 8. 人機交互（HMI）與認知負荷管理： 隨著信息量的爆炸式增長，飛行員的認知負荷成為設計瓶頸。本書探討瞭如何利用增強現實（AR）顯示技術、觸摸敏感錶麵以及自然語言處理技術來優化信息呈現。重點分析瞭威脅警報管理係統（TAMS）的設計原則，確保警報的及時性、明確性和非乾擾性。 9. 網絡安全在航空電子中的防禦策略： 探討瞭機載網絡（如內部數據鏈和外部鏈路）麵臨的威脅模型。分析瞭深度包檢測、加密通信以及硬件信任根（Root of Trust）在防止惡意代碼注入和係統篡改中的關鍵作用。闡述瞭縱深防禦（Defense-in-Depth）策略在機載係統設計中的具體落地方法。 結語：邁嚮自主與互聯的未來 本書的最終目標是為讀者提供一個堅實的理論和實踐基礎，以應對未來航空電子係統的挑戰——從支持無人係統（UAS）的自主決策，到實現更高密度空域管理的集成化解決方案。通過對上述核心模塊的深入剖析，讀者將能夠掌握設計、驗證和集成下一代高可靠性、高智能化的航空電子係統的關鍵能力。 --- 目標讀者： 航空航天工程師、電子係統架構師、嵌入式軟件開發人員、適航認證專傢、以及軍事/民用航空領域的研究人員和高級學生。

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