双通道余度飞行控制计算机关键技术研究

发布时间：2016-10-20 11:42

  本文关键词：双通道余度飞行控制计算机关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

《南京航空航天大学》 2012年

双通道余度飞行控制计算机关键技术研究

张志文  

【摘要】：高空长航时无人机成本高、飞行时间长、执行任务复杂，因而对系统可靠性和安全性具有更高的要求。飞行控制系统是无人机系统的重要组成部分，有必要采取措施来提高其安全可靠性，其中使用高可靠性的飞行控制计算机是一有效手段。本文基于此需求，在现有研究成果基础上，展开了双通道余度飞行控制计算机关键技术研究。 首先，，根据原样例余度飞行控制计算机结构特点，开展了可靠性分析研究与论证，针对原系统结构找到了需改进不足之处，进而提出系统结构优化方案：对CPU数量、输入输出通道等分别进行四重和双重冗余配置设计。其次，根据系统配置完成了系统余度管理方案与算法设计：包括系统故障检测策略以及故障条件下的系统重构逻辑，实现了系统冗余资源的余度管理功能。接下来，借鉴现有CAN总线技术，完成了系统CAN总线通信方案与协议设计：主要包括总线时间周期划分和数据调度方案与算法，并对系统总线负载性能进行了分析。最后，针对系统现有CAN总线负载过重问题，展开了一种性能更加优越的新型通信协议FlexRay总线的研究，主要包括FlexRay总线节点硬件设计和节点通信软件算法设计，并对所设计的通信节点性能进行了分析。 为验证以上设计方案和算法的正确性和实现措施的可行性，设计了飞行控制计算机功能与性能测试方案并进行了试验验证。其中，针对双通道余度飞行控制计算机，搭建了半物理仿真飞行试验平台，完成了无人机从自主起飞、空中自主飞行到自主着陆的全过程仿真试验，验证了系统飞行控制、余度管理、故障隔离等功能的正确性与相应性能指标；另外，针对设计的FlexRay总线节点，模拟飞行控制计算机内部数据通信状态分别在常温和-45℃低温下进行了长时间通信测试，验证了FlexRay总线性能，完全满足新型飞行控制计算机要求。

【关键词】：
【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】：2012
【分类号】：V249.1
【目录】：

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