發(fā)布時間：2017-08-04 10:35

  本文關(guān)鍵詞：慣性平臺系統(tǒng)穩(wěn)定回路冗余設(shè)計及切換技術(shù)研究

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【摘要】：慣性技術(shù)是用來實現(xiàn)運動物體姿態(tài)和軌跡控制的一門學(xué)科。以慣性技術(shù)為核心的慣性平臺系統(tǒng)利用慣性儀表來敏感載體角運動和線運動參數(shù),為制導(dǎo)系統(tǒng)提供精確的速度、位置和姿態(tài)信息,由于其全自主、抗干擾和隱蔽性好等優(yōu)點,至今在戰(zhàn)略武器系統(tǒng)中具有不可替代的作用。為滿足新形勢下武器系統(tǒng)的實戰(zhàn)化需要,慣性平臺系統(tǒng)必須具備連續(xù)通電無故障的能力。而平臺穩(wěn)定回路是實現(xiàn)平臺系統(tǒng)功能的基礎(chǔ),這就要對穩(wěn)定回路進(jìn)行冗余設(shè)計,提高平臺系統(tǒng)可靠性,以滿足武器系統(tǒng)的實戰(zhàn)化需求。本文提出了一種基于DSP的數(shù)字冗余穩(wěn)定回路設(shè)計方案,并開展了故障檢測、仲裁及切換技術(shù)的研究,在平臺穩(wěn)定回路故障時,實現(xiàn)快速、平穩(wěn)切換到冗余通道,確保平臺系統(tǒng)正常工作。首先,介紹了平臺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),闡述了平臺穩(wěn)定回路的工作原理及組成,建立了穩(wěn)定回路控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并完成數(shù)字化設(shè)計,并介紹了回路設(shè)計時的主要性能指標(biāo)。其次,從平臺系統(tǒng)穩(wěn)定回路的故障模式分析入手,對原穩(wěn)定回路設(shè)計進(jìn)行可靠性預(yù)計,并針對穩(wěn)定回路冗余設(shè)計的要求,選取后備冗余法設(shè)計了三種冗余方案,并對三種方案進(jìn)行分析和比較后確定冗余穩(wěn)定回路的最終方案。再次,采用國產(chǎn)化元器件,完成了穩(wěn)定回路冗余方案、故障檢測方案、仲裁及切換方案的設(shè)計,并給出了關(guān)鍵電量參數(shù)的選取和計算方法,最后完成了電路原理圖設(shè)計和PCB設(shè)計。最后,采用模擬故障注入的方式,對本文所設(shè)計的冗余穩(wěn)定回路開展相關(guān)測試和平臺系統(tǒng)試驗驗證,并計算出該電路的主要技術(shù)指標(biāo),分析該電路對設(shè)計指標(biāo)的滿足情況,驗證方案設(shè)計的正確性。
【關(guān)鍵詞】：慣性平臺 穩(wěn)定回路 冗余設(shè)計 切換 DSP
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN966
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題來源及研究的背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析10-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 穩(wěn)定回路的數(shù)字化設(shè)計15-25
• 2.1 慣性平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)15-16
• 2.2 穩(wěn)定回路組成16-18
• 2.3 穩(wěn)定回路數(shù)學(xué)模型及主要指標(biāo)18-21
• 2.3.1 穩(wěn)定回路數(shù)學(xué)模型18-19
• 2.3.2 穩(wěn)定回路主要指標(biāo)19-21
• 2.4 數(shù)字化穩(wěn)定回路設(shè)計21-24
• 2.4.1 采樣頻率選擇21
• 2.4.2 濾波器設(shè)計21-22
• 2.4.3 校正網(wǎng)絡(luò)設(shè)計22-23
• 2.4.4 數(shù)字穩(wěn)定回路幅頻特性23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 穩(wěn)定回路的冗余及切換方案設(shè)計25-46
• 3.1 穩(wěn)定回路故障模式分析25-28
• 3.1.1 穩(wěn)定系統(tǒng)故障樹25-26
• 3.1.2 穩(wěn)定回路可靠性預(yù)計26-28
• 3.2 穩(wěn)定回路冗余及切換設(shè)計要求28-29
• 3.3 穩(wěn)定回路冗余設(shè)計方案的確定29-32
• 3.3.1 冗余設(shè)計的概念29
• 3.3.2 冗余設(shè)計的分類29-30
• 3.3.3 冗余方案的確定30-32
• 3.4 穩(wěn)定回路冗余及切換方案的設(shè)計32-45
• 3.4.1 冗余方案設(shè)計32-38
• 3.4.2 故障檢測方案設(shè)計38-41
• 3.4.3 仲裁方案設(shè)計41-44
• 3.4.4 切換方案設(shè)計44-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第4章 冗余穩(wěn)定回路的硬件設(shè)計46-60
• 4.1 DSP處理器電路46-48
• 4.1.1 DSP系統(tǒng)電路46-47
• 4.1.2 主從機通訊電路47-48
• 4.2 A/D采樣電路48-49
• 4.3 PWM功率驅(qū)動電路49-50
• 4.4 串行通訊電路50-51
• 4.5 電源電路51-55
• 4.5.1 DSP電源電路51-54
• 4.5.2 功率驅(qū)動電源電路54-55
• 4.6 仲裁切換電路55-59
• 4.6.1 心跳信號檢測電路55-57
• 4.6.2 仲裁電路57
• 4.6.3 切換電路57-59
• 4.7 工程實現(xiàn)59
• 4.8 本章小結(jié)59-60
• 第5章 冗余穩(wěn)定回路的測試及系統(tǒng)試驗60-72
• 5.1 故障檢測功能測試60-65
• 5.1.1 主心跳信號故障模式測試60-62
• 5.1.2 從心跳信號故障模式測試62-64
• 5.1.3 從狀態(tài)信號故障模式測試64-65
• 5.2 仲裁電路功能測試65-66
• 5.3 切換電路功能測試66-67
• 5.3.1 PWM電路66
• 5.3.2 RS/422電路66-67
• 5.4 平臺系統(tǒng)冗余穩(wěn)定回路試驗驗證67-71
• 5.4.1 切換功能測試67-68
• 5.4.2 設(shè)計指標(biāo)滿足情況68-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 致謝78-79
• 個人簡歷79

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本文編號：619103