基于DSP的控制保护系统关键技术的研究与实现

发布时间：2017-09-18 01:36

  本文关键词：基于DSP的控制保护系统关键技术的研究与实现

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【摘要】：随着现代电子通信技术和自动化技术的不断发展,现代飞机机载电子设备系统日益复杂庞大,呈现多样化和复杂化的发展趋势。这对新型飞机机载设备的可靠性、电子设备系统通信的高效性和稳定性等提出了越来越高的要求。机载设备的控制保护系统在保障飞机系统的可靠性和稳定性方面起着重要的作用,现代机载设备对控制保护系统要求功能多样化,控制自动化、智能化。因此研究机载设备的控制保护系统对于提高现代飞机系统的可靠性、稳定性至关重要。本论文依附于某战机的具体课题项目,以某飞机系统机载设备的控制保功能需求为背景,研究并实现了基于DSP的机载设备控制保护系统。本论文的主要工作如下:第一章论述了国内外航空电子设备控制保护的发展历史和现状,第二章重点讨论了控制保护系统的组成原理、功能需求,以及系统中涉及的重要技术—DSP技术和航空总线技术。在深入研究机载设备控制保护系统工作原理的基础上,根据实际项目的功能要求,第三章提出了基于DSP的控制保护系统的总体设计方案,并细化地分别给出了硬件设计方案和软件设计方案。在系统硬件设计方面,详细讨论了硬件原理图的设计,包括电源板和DSP板的电路设计,其中DSP板是硬件电路设计的核心部分,细分为数据采集电路、上位机通信电路、控制电路及故障存储电路等;在系统软件设计方面,采用模块化思想,运用C语言完成了各子功能模块的设计,包括数据采集模块、故障检测模块、控制保护模块、ARINC429通信模块、故障存储模块等。系统周期任务设计,上位机通信模块设计和ARINC429总线通信过程中基于故障等级反馈重传的差错控制机制是控制保护系统设计和实现过程中的重点和难点,第四章重点讨论了这三项关键技术的研究。在周期任务设计中,根据实际测试,任务周期定为20ms,周期任务中完成了数据采集、故障检测、控制保护的功能;ARINC429通信模块中采用DEI1016协议转换芯片收发ARINC429总线数据。其中CPLD负责逻辑综合控制,DSP采用中断方式接收数据,采用查询方式发送数据;在ARINC429通信中,根据故障等级决定重传状态信息和故障信息,提高通信的可靠性。本文设计的系统在实验室环境下和现场均进行了测试,第五章给出了测试验证方案及测试结果,实验结果表明系统工作正常、运行稳定,能很好地达到项目功能要求。
【关键词】：机载设备 控制保护 DSP ARINC429
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V243
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 引言14
• 1.2 国内外研究现状14-15
• 1.3 研究课题目的和意义15-16
• 1.4 论文主要工作及结构安排16-20
• 1.4.1 主要工作16-17
• 1.4.2 结构安排17-20
• 第二章 控制保护系统的原理简介20-30
• 2.1 控制保护系统的原理概述20-23
• 2.1.1 控制保护系统的组成原理20-21
• 2.1.2 控制保护系统的功能分析21-23
• 2.1.3 控制保护系统中的关键技术23
• 2.2 DSP技术简介23-26
• 2.2.1 数字信号处理器23-25
• 2.2.2 TMS320F2812芯片25-26
• 2.3 航空数据总线技术26-29
• 2.3.1 航空数据总线分析26-27
• 2.3.2 ARINC429总线27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 基于DSP的控制保护系统的方案设计30-48
• 3.1 系统的总体设计30-31
• 3.2 控制保护系统的硬件设计31-40
• 3.2.1 硬件系统整体设计31-32
• 3.2.2 电源板电路设计32-33
• 3.2.3 DSP板电路设计33-40
• 3.3 控制保护系统的软件设计40-47
• 3.3.1 系统的软件总体设计40-41
• 3.3.2 软件模块化设计41-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第四章 控制保护系统中的关键技术研究48-58
• 4.1 系统周期任务设计48-51
• 4.1.1 周期任务分析48-49
• 4.1.2 周期设定及AD采集49
• 4.1.3 周期任务设计49-51
• 4.2 ARINC429通信模块的设计51-54
• 4.2.1 通信协议51-52
• 4.2.2 ARINC429总线数据发送52-53
• 4.2.3 ARINC429总线数据接收53-54
• 4.3 ARINC429通信中的差错控制54-57
• 4.3.1 差错控制技术简介54-56
• 4.3.2 基于故障等级的ARQ差错控制机制56
• 4.3.3 ARINC429通信中的差错控制56-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第五章 系统实现与验证58-64
• 5.1 系统的实现58-59
• 5.2 系统的测试与验证59-62
• 5.2.1 实验室环境测试59-60
• 5.2.2 现场联调60
• 5.2.3 测试结果60-62
• 5.3 本章小结62-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 论文总结64
• 6.2 工作展望64-66
• 参考文献66-68
• 致谢68-70
• 作者简介70-72
• 附录72-75

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本文编号：872635