基于双CAN冗余网络的电力机车逻辑控制单元设计

发布时间：2021-03-25 22:52

　　随着电力电子技术和计算机控制技术的快速发展,电力机车控制技术不断得到巨大进步,形成了以微型计算机控制技术为核心的新一代的控制技术。由于微处理器技术和各种现场总线技术的迅速发展,使得在微机控制系统中应用分布式控制技术成为可能。而传统的继电器控制电路由于自身的缺陷,已经难以满足现代电力机车控制系统的需要。因此,为了改善机车的控制性能,提高机车运行的可靠性,本文提出了基于CAN总线技术和容错技术的电力机车逻辑控制单元（LCU）的设计方案。文章中详细阐述了LCU的结构、主要部件的工作流程,并结合CAN2.0B协议的特点,制订了一份能够充分满足系统的要求、较高效率的通讯协议。最后,在分析系统容错性的同时,引入可靠性评价指标对系统的进行了评价。 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
第一章 绪论
    1.1 电力机车控制技术的发展概况
    1.2 电力机车逻辑控制单元的产生
        1.2.1 有触点控制电路的缺陷
        1.2.2 电力机车逻辑控制单元可实现的功能
        1.2.3 电力机车逻辑控制单元的特点
    1.3 论文主要完成的任务
第二章 电力机车逻辑控制单元的总体设计
    2.1 逻辑控制单元的设计原则
    2.2 逻辑控制单元的现场总线选型
    2.3 逻辑控制单元的结构
    2.4 逻辑控制单元内部的通信规约
第三章 电源通讯板的设计
    3.1 硬件设计
        3.1.1 电源部分
        3.1.2 主CPU系统
        3.1.3 通信电路
    3.2 软件设计
        3.2.1 初始化程序
        3.2.2 主程序
        3.2.3 定时中断程序
        3.2.4 CAN通信中断程序
        3.2.5 串行通信中断程序
第四章 输入输出板的设计
    4.1 硬件设计
        4.1.1 主CPU系统
        4.1.2 输入输出电路
        4.1.3 CPLD
        4.1.4 通信电路
        4.1.5 LED灯显示
    4.2 软件设计
        4.2.1 初始化程序
        4.2.2 主程序
        4.2.3 定时中断程序
        4.2.4 CAN通信中断程序
第五章 逻辑控制单元的容错性分析
    5.1 容错技术
    5.2 容错控制的评价指标
        5.2.1 可靠度
        5.2.2 平均故障间隔时间
    5.3 信息冗余
    5.4 时间冗余
    5.5 软件冗余
    5.6 基于双机冗余冷备用的逻辑控制单元主体设计
        5.6.1 系统故障的判断及主备切换
        5.6.2 逻辑控制单元主体的可靠性评价
    5.7 基于双CAN冗余的内部通信网络设计
        5.7.1 内部通信网络故障判断及切换
        5.7.2 内部通信网络的可靠性评价
第六章 工作总结及展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]8K型电力机车电气控制系统的无触点化改造[J]. 梁裕国,陈特放,孙宁,黄志武,李书涛,于江水.  机车电传动. 2003(01)
[2]国产交直传动电力机车微机控制技术的发展[J]. 严云升.  电力机车与城轨车辆. 2003(01)
[3]工业容错技术引论[J]. 李志,王勇.  机械设计与制造工程. 2002(01)
[4]双机冗余的自动控制系统设计[J]. 周以琳,戚淑芬.  工业仪表与自动化装置. 2000(04)
[5]容错技术及其在过程控制中的应用[J]. 蒙建波,罗辞勇,张学通.  重庆大学学报(自然科学版). 2000(03)
[6]SS9型电力机车微机控制系统[J]. 郑锡芳.  机车电传动. 1999(03)
[7]系统级故障诊断方法概述[J]. 陈媛,杨武.  计算机应用研究. 1999(02)
[8]微机在国产电力机车上的应用[J]. 严云升.  机车电传动. 1998(Z1)
[9]我国电力机车控制技术的发展及未来[J]. 陈春阳.  机车电传动. 1998(Z1)
[10]电力机车逻辑控制单元的输入输出电路[J]. 陈特放,蒋新华,黄志武,奚国华.  长沙铁道学院学报. 1998(01)



本文编号：3100459