CAN总线飞控计算机设计与开发

发布时间：2018-04-04 17:38

本文选题：飞行控制计算机　切入点：CAN总线　出处：《南京航空航天大学》2016年硕士论文

【摘要】：随着无人机的高速发展,“高空长航时”逐渐成为大型高端无人机的设计目标,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。作为核心部件,飞行控制计算机的可靠性显得尤为重要。以成熟的ISA总线飞行控制计算机为基础,以“高可靠性、高可扩展性、高可维护性”为目标,本文基于CAN总线对飞行控制计算机进行了设计和开发。为克服ISA总线的单主工作模式对飞行控制计算机可靠性提升的限制,选择扩展性更强,冗余备份更易实现的CAN作为内部总线,并设计了向下兼容、互联方式灵活的通信方案。采用“通用化”理念,将逻辑运算模块和接口管理模块集成在一块插板上,构成通用核心插板,便于维护。最终形成“通用核心插板+双CAN总线”的总体框架。为节省核心插板版面空间,提高CPU处理效率,采用“CAN-IP扩展接口”作为CAN控制器硬件实现方案,同时设计了底层通信函数的最小完备集和上层通信规则,建立起内部通信。为实现CAN总线单通道计算机,对分布式软件架构,以及多单元的管理策略进行了设计。进一步,为简单可靠地实现针对控制单元的容错,采用“协同法”作为容错策略,设计了故障诊断、系统重构以及故障恢复等算法。针对开发完成的CAN总线计算机,首先利用实时仿真系统,测试了飞行控制计算机基本功能,包括控制逻辑,各单元CPU负荷以及总线负荷;其次通过故障注入,全面地测试了计算机容错功能。结果表明,CAN总线容错飞行控制计算机性能优异,达到了设计目标。
[Abstract]:This paper designs and develops the reliability of flight control computer based on CAN bus . In order to reduce the reliability of flight control computer based on CAN bus , this paper designs and develops the computer with high reliability , high expandability and high maintainability .

【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V247.12

【参考文献】