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先进飞机电气系统计算机控制与管理系统远程终端关键技术研究
作 者: 李钢
导 师: 谢拴勤
学 校: 西北工业大学
专 业: 电力电子与电力传动
关键词: 配电远程终端 飞机配电系统 DSP控制器 实时操作系统 实时调度算法
分类号: V242
类 型: 硕士论文
年 份: 2006年
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内容摘要
先进飞机电气系统计算机控制与管理系统远程终端是挂在飞机电气数据总线1553B上的一种智能自动配电终端。它监控着电力汇流条和负载的状态,并将电源系统的状态,在规定的小周期内,按照一定的相位要求报告给电源系统处理机(PSP),同时,配电远程终端接收PSP的供电请求命令和负载优先级表,并解算相应的负载方程,输出系统重构的控制指令,达到自动配电的目的。 配电远程终端的硬件平台以DSP控制器TMS320LF2407A为核心,负责大部分的控制和计算工作;采用FPGA芯片EPlK30QC208-3进行I/O的扩展,提高了系统的集成度和可靠性。配电远程终端以实时操作系统_μC/OS-Ⅱ为软件平台,通过对_μC/OS-Ⅱ时钟中断管理的改造,减小了中断响应时间,提高了系统的实时性能。在某种优先级的设置下,静态调度算法RMS可以验证任务集是否满足时限要求。 配电远程终端的实时性和可靠性是是体现系统性能的主要方面。通过提高数据吞吐率、采用精练的算法以及合理的任务分配和任务调度有效的提高了系统的实时性。系统可靠性的提高从硬件和软件两方面考虑。 配电远程终端的测试包括负载监控效率和汇流条的监控质量,并通过总线负载和总线利用率等一些技术指标的计算说明了总线的使用情况。 飞机配电系统功能的完善和性能的提高是一个渐进的过程,展望部分对配电终端的后续设计提供了一些参考意见。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-5 目录 5-8 第一章 概述 8-14 1.1 飞机配电系统概述 8-10 1.1.1 电源系统 8-9 1.1.2 飞机配电系统 9-10 1.2 国内外的发展现状 10-11 1.2.1 国外发展状况 10 1.2.2 国内发展状况 10-11 1.3 论文选题依据 11-12 1.4 论文的研究目标和关键技术 12 1.5 论文的组织安排 12-14 第二章 配电远程终端需求分析和技术特点 14-31 2.1 常用飞机电气控制系统 14-16 2.1.1 集中式分布系统 14-15 2.1.2 分布式分布系统 15 2.1.3 集散式分布系统 15-16 2.2 配电系统采用方案 16-21 2.2.1 飞机电气系统结构 16-18 2.2.2 智能终端的功能 18-20 2.2.3 配电终端安装位置 20-21 2.3 远程终端功能与性能要求 21-31 2.3.1 负载分析 21-23 2.3.2 远程终端的体系结构 23-25 2.3.3 远程终端的技术特点 25-31 第三章 配电远程终端硬件设计 31-61 3.1 配电终端的架构 31-33 3.1.1 配电终端在飞机配电系统中的地位和作用 31-32 3.1.2 配电远程终端硬件的体系结构 32-33 3.2 ERT模块设计 33-36 3.2.1 ERT的选型 33-34 3.2.2 ERT电路设计 34-36 3.3 电力汇流条监控模块设计 36-48 3.3.1 ADC的校准模式和自检测模式 36-37 3.3.2 选择调理电路的原则 37-39 3.3.3 直流模拟量的监控 39-41 3.3.4 交流模拟量的监控 41-44 3.3.5 频率量的监控 44-46 3.3.6 系统布局监控 46-48 3.4 负载监控模块设计 48-56 3.4.1 SSPC的简要介绍 48-50 3.4.2 I/O口的扩展 50-53 3.4.3 I/O驱动及隔离电路设计 53-55 3.4.4 开关量的数字滤波 55-56 3.5 通讯模块 56-59 3.5.1 1553B总线与CAN总线的系统性能分析 56-58 3.5.2 CAN总线接口设计 58-59 3.6 电源模块 59-61 第四章 配电远程终端软件设计 61-96 4.1 配电远程终端软件的体系结构 61-69 4.1.1 用户软件分析 62-65 4.1.2 RTOS调度分析 65-68 4.1.3 关键技术介绍 68-69 4.2 系统软件平台的建立与优化 69-76 4.2.1 操作系统的选择及移植 69-70 4.2.2 μC/OS-Ⅱ的实时性能的优化 70-76 4.3 系统通信设计 76-80 4.3.1 系统通信方式 76-77 4.3.2 CAN高层协议的设计 77-80 4.4 用户任务的设计与调度 80-96 4.4.1 任务建立 80-84 4.4.2 任务调度 84-88 4.4.3 任务调度设计 88-91 4.4.4 底层设备驱动 91-92 4.4.5 负载方程 92-94 4.4.6 数据库的管理和配置 94-96 第五章 系统性能与可靠性分析 96-107 5.1 系统实时性分析 96-101 5.1.1 软件优化的具体实现方法 96-101 5.2 系统可靠性设计 101-107 5.2.1 硬件可靠性设计 101-105 5.2.2 软件可靠性设计 105-107 第六章 系统测试与结果分析 107-114 6.1 实验室仿真系统构成 107-108 6.2 配电远程终端测试与结果分析 108-112 6.2.1 负载监控 108-109 6.2.2 汇流条监控 109-110 6.2.3 数据总线通信 110-112 6.3 展望 112-114 参考文献 114-118 论文发表 118-119 致谢 119-120 知识产权声明书和原创性声明 120
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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空仪表、航空设备、飞行控制与导航 > 电气设备
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