CAN总线飞控计算机状态监测与余度管理技术研究

发布时间：2024-06-02 00:56

　　随着无人机领域的高速发展,大型高端无人机的设计目标逐渐成为飞行高度高、航时长,由此带来“工作环境恶劣,连续工作时间长”等问题,这对无人机可靠性提出了更严苛的要求。飞控计算机作为无人机的核心部件可靠性显得尤为重要。在CAN总线飞控计算机的基础之上,以“高可靠性、高可扩展性、高可维护性”为目标,本文基于CAN总线飞控计算机的硬件基础上进行了状态监测和余度管理技术研究。为了提高对飞控计算机的状态监测功能,采用对飞控计算机的软件和硬件进行状态监测。软件状态监测方案采用μC/OS实时操作系统在MPC555上的移植、优化和封装,实现了对任务堆栈、任务运行时间、任务CPU负荷、系统CPU负荷、内存大小和CAN总线状态的监测。硬件状态监测分为板卡接口层硬件状态监测和系统功能层硬件状态监测,接口层硬件状态监测通过增加额外的监测链路实现对模拟量资源和数字量资源的监测,系统功能层硬件状态监测分为传感器的链路监测和传感器有效字监测。采用频率法对传感器链路的状态进行监测,用取位对比法对传感器有效字进行监测。余度策略方案采用自闭环余度策略,通过“协同法”作为容错策略,并设计了控制单元等级制度、故障诊断、系统重构以...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1“全球鹰”无人机

侦察过程中发觉敌情时，无人机可当即执行对地攻击任务，例如美国研制的“捕食者”，中国研制的“彩虹5”、“翼龙”等，如图1.2所示。图1.1“全球鹰”无人机图1.2“彩虹5”无人机随着无人机技术的高速发展，现代飞行控制系统日趋复杂导致飞控系统可靠性下降，因此发展保障无人机....

图1.2“彩虹5”无人机随着无人机技术的高速发展，现代飞行控制系统日趋复杂导致飞控系统可靠性下降，因此

侦察过程中发觉敌情时，无人机可当即执行对地攻击任务，例如美国研制的“捕食者”，中国研制的“彩虹5”、“翼龙”等，如图1.2所示。图1.1“全球鹰”无人机图1.2“彩虹5”无人机随着无人机技术的高速发展，现代飞行控制系统日趋复杂导致飞控系统可靠性下降，因此发展保障无人机....

图1.3无人机飞行控制系统结构

化为相应的接口信号；最终将控制信号输送至执行机构[3]。飞行控制系统结构图1.3虚线框所示。图1.3无人机飞行控制系统结构1.3课题研究背景飞控计算机是无人机飞行控制系统的核心部件，负责控制逻辑解算并控制相应的挂载设备，其重要性不言而喻。随着科技的日益发展，硬件设备日益复杂的....

图1.4状态监测和故障预测流程图

统（EMS）成为早期状态监测的经典案例，其实时监测发动机的状态，能够预测和预警发动机故障。至21世纪初美国的闪电II（LightningII）联合攻击战斗机采用状态监测和故障预测技术，其状态监测和故障预测流程图如图1.4所示。图1.4状态监测和故障预测流程图由上图可知其飞控....

本文编号：3986624