惯性平台稳定回路的双冗余设计与实现

发布时间：2017-11-08 14:40

  本文关键词：惯性平台稳定回路的双冗余设计与实现

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【摘要】：惯性平台，亦称陀螺仪稳定平台，能为导航系统提供一个不受飞行器运动影响的测量基准。为了使得惯性平台主体结构可以稳定工作，需要另外设计稳定回路，以形成闭环回路控制系统，这是实现惯性导航的必备环节。而事实上，导航系统中的惯性平台，需要长时间工作在高强度冲击、强加速度、强电磁干扰的恶劣环境中，，电磁环境极其复杂，极容易造成稳定回路中的微处理器死机、程序跑飞等故障，由此引发的后果不堪设想。 针对这些问题，本文提出了一种双冗余系统，通过将硬件冗余技术引入到已有的稳定回路控制系统中，以实现双机冗余系统的设计。本课题的目的旨在确保控制系统在主机故障的情况下，能快速、平稳切换至从机以继续工作。 首先，对不同硬件冗余系统的可靠性进行了理论上的分析，并结合国内某研究所已有的稳定回路控制系统所具有的功能和性能指标，提出并设计了双冗余稳定回路控制系统的详细方案，并确保与已有系统完全兼容。 其次，根据所确定的详细设计方案，搭建了以两片TMS320F2812和一片FPGA为核心，以RS485/422为外部通信接口，并包含数字组合逻辑仲裁切换单元的双冗余稳定回路控制系统硬件电路。 再次，分析并确定了以MCBSP高速缓冲串行总线为基础的双机通信方案，实现从机对主机运行数据的实时继承，在主机故障进行主从系统切换时，实现无缝切换。 最后，将双冗余切换算法与已有的稳定回路控制算法进行整合，并将该系统连接到实际使用的惯性平台中进行实物测试和验证。本文在功能和性能两个方面给出了最终测试结果，验证了本方案的正确性和可靠性。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP332;TP273

【参考文献】

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本文编号：1157575