本文關(guān)鍵詞：航天器艙體溫度場(chǎng)測(cè)量冗余設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 小型航天器 溫度測(cè)量 冗余容錯(cuò) 試驗(yàn)驗(yàn)證

【摘要】：小型航空器逐步向低功耗、小質(zhì)量和小體積的方向發(fā)展,要求艙體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,但是整個(gè)系統(tǒng)中分布著大量的各類(lèi)型傳感器,需要在復(fù)雜的太空環(huán)境中長(zhǎng)期的工作,為預(yù)防傳感器可能發(fā)生的故障,保證測(cè)量設(shè)備的準(zhǔn)確性和可靠性,并減小航天器中傳感器的載荷比,設(shè)計(jì)合適的冗余備份方案是必需的。本文結(jié)合實(shí)際工程需求,針對(duì)小型航天器艙體溫度場(chǎng)測(cè)量冗余設(shè)計(jì)問(wèn)題,在試驗(yàn)驗(yàn)證方面對(duì)傳感器的硬件冗余、軟件冗余以及容錯(cuò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)展開(kāi)了深入研究。溫度場(chǎng)測(cè)量部分設(shè)計(jì)基于STM32微控制器為核心的傳感器陣列切換板卡,溫度傳感器K型熱電偶對(duì)溫度進(jìn)行采集,利用ADG509模擬開(kāi)關(guān)的差分多輸入一輸出通道,設(shè)計(jì)兩級(jí)選通電路最多可對(duì)16點(diǎn)溫度信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,可以解決多點(diǎn)溫度和主控CPU的系統(tǒng)協(xié)調(diào)測(cè)試問(wèn)題,模數(shù)轉(zhuǎn)換工作由高集成的MAX31855芯片完成,通過(guò)內(nèi)部集成CAN總線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)至上位機(jī)。冗余試驗(yàn)驗(yàn)證部分利用圖形化編譯軟件Labview設(shè)計(jì)上位機(jī)界面,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)顯示和回讀等多種功能,其中利用了平臺(tái)開(kāi)發(fā)中常用的一些關(guān)鍵技術(shù)。冗余容錯(cuò)處理方法的研究,通過(guò)設(shè)計(jì)一組傳感器的硬件布局,計(jì)算其各傳感器的綜合置信度,并結(jié)合基于貝葉斯的多傳感器數(shù)據(jù)融合算法評(píng)估和驗(yàn)證系統(tǒng)功能,使硬件冗余和軟件冗余方法有效結(jié)合。通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,結(jié)果表明,整套方案能夠有效為航天器艙體提供可靠的溫度場(chǎng)信號(hào),合理有效的壓縮備份傳感器數(shù)量,同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)故障傳感器的故障判別及參數(shù)估計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：小型航天器 溫度測(cè)量 冗余容錯(cuò) 試驗(yàn)驗(yàn)證
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：V423
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 課題研究的背景和意義12-13
• 1.2 冗余容錯(cuò)技術(shù)研究的概述與國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷史13-14
• 1.2.1 冗余容錯(cuò)技術(shù)基本概述13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷史13-14
• 1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排14-17
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.3.2 論文主要章節(jié)安排15-17
• 第2章 硬件電路設(shè)計(jì)17-29
• 2.1 切換板卡總體硬件設(shè)計(jì)綜述17-18
• 2.2 熱電偶接口電路設(shè)計(jì)18-21
• 2.2.1 熱電偶測(cè)溫原理18-19
• 2.2.2 熱電偶的冷端補(bǔ)償介紹19
• 2.2.3 熱電偶型號(hào)選擇19-21
• 2.3 熱電偶與多路復(fù)用器接口電路設(shè)計(jì)21-22
• 2.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)22-24
• 2.4.1 MAX31855芯片介紹22-23
• 2.4.2 A/D轉(zhuǎn)換電路23-24
• 2.5 STM32F103單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)24-27
• 2.6 CAN現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)及電路設(shè)計(jì)27-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第3章 溫度場(chǎng)信息冗余容錯(cuò)處理方法29-41
• 3.1 溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)預(yù)處理29-33
• 3.1.1 概述29
• 3.1.2 單偶的溫度變化29-30
• 3.1.3 數(shù)據(jù)中差異值的檢測(cè)方法30-31
• 3.1.4 改進(jìn)型格拉布斯準(zhǔn)則31-32
• 3.1.5 粗大誤差檢驗(yàn)與校正實(shí)例32-33
• 3.2 航天器艙體溫度場(chǎng)測(cè)量冗余設(shè)計(jì)33-34
• 3.2.1 概述33
• 3.2.2 傳感器布局結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33-34
• 3.2.3 傳感器綜合置信度設(shè)計(jì)34
• 3.3 基于數(shù)據(jù)融合的航天器艙體溫度場(chǎng)冗余估計(jì)34-40
• 3.3.1 概述34-35
• 3.3.2 基于相關(guān)函數(shù)的置信度計(jì)算方法35-37
• 3.3.3 貝葉斯公式描述37-38
• 3.3.4 基于BAYES參數(shù)估計(jì)的融合方法38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)41-56
• 4.1 系統(tǒng)總體流程設(shè)計(jì)41-42
• 4.2 微控制器編程設(shè)計(jì)的42-44
• 4.2.1 KEIL MDK集成開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介42
• 4.2.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換讀取子程序設(shè)計(jì)42-43
• 4.2.3 CAN總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸子程序設(shè)計(jì)43-44
• 4.3 LABVIEW概述44-46
• 4.3.1 LABVIEW軟件介紹44-45
• 4.3.2 LABVIEW語(yǔ)言的特點(diǎn)45
• 4.3.3 LABVIEW程序設(shè)計(jì)的基本方法45-46
• 4.4 LABVIEW界面編程設(shè)計(jì)46-55
• 4.4.1 界面總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)46-47
• 4.4.2 界面的詳細(xì)設(shè)計(jì)47-49
• 4.4.3 登錄界面子程序設(shè)計(jì)49
• 4.4.4 參數(shù)設(shè)置子程序設(shè)計(jì)49
• 4.4.5 采樣讀數(shù)子程序設(shè)計(jì)49-51
• 4.4.6 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子程序設(shè)計(jì)51-52
• 4.4.7 數(shù)據(jù)回讀子程序設(shè)計(jì)52-53
• 4.4.8 冗余算法子程序設(shè)計(jì)53-54
• 4.4.9 打印報(bào)表子程序設(shè)計(jì)54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果和驗(yàn)證56-62
• 5.1 切換板卡的軟硬件聯(lián)調(diào)56
• 5.2 系統(tǒng)功能驗(yàn)證56-61
• 5.2.1 登錄界面57
• 5.2.2 多路溫度采集界面57-59
• 5.2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)界面59
• 5.2.4 冗余試驗(yàn)驗(yàn)證界面59-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-65
• 致謝65-66
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學(xué)術(shù)論文66

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 孟冬輝;閆榮鑫;喻新發(fā);郭欣;;航天器艙體差壓檢漏系統(tǒng)研究[J];真空;2008年04期

2 滕弘飛,張寶,劉峻,李廣強(qiáng),孫治國(guó);航天器布局方案設(shè)計(jì)[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2003年01期

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 沈煌飛;航天器艙體溫度場(chǎng)測(cè)量冗余設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)研究[D];沈陽(yáng)航空航天大學(xué);2016年

2 謝熠;航天器艙體信道建模及UWB信號(hào)同步算法的研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：1013783