本文關(guān)鍵詞：面向航空發(fā)動機(jī)分布式控制的時間觸發(fā)總線研究

  更多相關(guān)文章： 航空發(fā)動機(jī)分布式控制 時間觸發(fā)通信總線 TTCAN TTP/C 調(diào)度算法 總線控制器設(shè)計

【摘要】：航空發(fā)動機(jī)分布式控制系統(tǒng)的通信總線對控制系統(tǒng)重量、成本、可靠性和控制性能等具有至關(guān)重要的影響。本文以航空發(fā)動機(jī)分布式控制系統(tǒng)通信總線為研究對象,開展時間觸發(fā)通信總線TTCAN和TTP/C協(xié)議研究和控制器的設(shè)計,以期為發(fā)動機(jī)分布式控制系統(tǒng)通信總線研究提供有益參考�；贔PGA設(shè)計TTCAN總線level2總線控制器,搭建通信系統(tǒng)實驗平臺,開展TTCAN總線時延分析,討論了傳輸時延、隊列時延、特殊時延,并給出了時延計算數(shù)學(xué)模型。分析了基本錯誤情況下的時延,基于此,修正了時延計算模型。通過發(fā)動機(jī)工作環(huán)境模擬實驗,研究了溫度變化對總線時延的影響。在通信總線研究的基礎(chǔ)之上,針對TTCAN總線的調(diào)度算法展開研究。設(shè)計了TTCAN總線同步相和異步相調(diào)度算法。采用FFI的裝箱算法和遺傳算法優(yōu)化同步相調(diào)度,引入容錯窗實現(xiàn)調(diào)度容錯;異步相調(diào)度中采用優(yōu)先級提升算法處理事件性消息。將所設(shè)計的調(diào)度算法應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)分布式控制系統(tǒng)總線調(diào)度表設(shè)計。面向未來發(fā)動機(jī)分布式控制系統(tǒng)更高帶寬和容錯性要求,開展TTP/C通信總線的研究。從原理上詳細(xì)分析了TTP/C總線的基本特征、設(shè)計原則、總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、TDMA介質(zhì)訪問方式和幀格式。基于TTP/C總線協(xié)議,結(jié)合航空發(fā)動機(jī)分布式控制系統(tǒng),給出總線控制器的總體設(shè)計方案,并對協(xié)議進(jìn)行分層。結(jié)合航空發(fā)動機(jī)分布式控制系統(tǒng)的通信性能需求,探討了總線控制器的特性參數(shù)和關(guān)鍵技術(shù)。基于FPGA設(shè)計了TTP/C總線控制器。設(shè)計了TTP/C總線的數(shù)據(jù)鏈路層、協(xié)議服務(wù)層、CNI和跳轉(zhuǎn)邏輯狀態(tài)機(jī)。給出了數(shù)據(jù)鏈路層中總線收發(fā)器、BG模塊、MEDL列表模塊的具體設(shè)計方法;給出了協(xié)議服務(wù)層中成員關(guān)系容錯算法和全局同步容錯時鐘的設(shè)計方法;給出了CNI和跳轉(zhuǎn)邏輯狀態(tài)機(jī)的設(shè)計方法。通過設(shè)計綜合通信仿真實驗驗證總線控制器的正確性。
【關(guān)鍵詞】：航空發(fā)動機(jī)分布式控制 時間觸發(fā)通信總線 TTCAN TTP/C 調(diào)度算法 總線控制器設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V233.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-12
• 縮略詞12-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 航空發(fā)動機(jī)分布式控制系統(tǒng)14-15
• 1.2 航空發(fā)動機(jī)分布式控制通信總線15-17
• 1.3 時間觸發(fā)型通信總線國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.1 TTCAN總線17
• 1.3.2 TTP/C總線17-18
• 1.4 本文研究內(nèi)容18-20
• 第二章 TTCAN總線控制器設(shè)計及時延分析20-35
• 2.1 基于FPGA的TTCAN總線控制器設(shè)計20-24
• 2.1.1 TTCAN總線控制器物理層設(shè)計21-22
• 2.1.2 TTCAN總線控制器數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)計22-23
• 2.1.3 TTCAN總線控制器時間觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計23-24
• 2.2 TTCAN總線時延分析24-27
• 2.2.1 TTCAN總線時延組成概述24-25
• 2.2.2 CAN總線時延組成25-26
• 2.2.3 TTCAN總線時延組成26-27
• 2.3 TTCAN總線時延分析計算27-31
• 2.3.1 TTCAN總線傳輸時延TTTCAN_t27-28
• 2.3.2 CAN總線隊列時延TCAN_q28-29
• 2.3.3 TTCAN總線隊列時延TTTCAN_q29-30
• 2.3.4 TTCAN總線特殊時延TTTCAN_s30-31
• 2.4 總線出錯情況下TTCAN總線時延31-32
• 2.5 溫度對TTCAN總線時延的影響32-33
• 2.6 本章小結(jié)33-35
• 第三章 基于航空發(fā)動機(jī)的TTCAN總線容錯調(diào)度算法研究35-50
• 3.1 總線調(diào)度算法35-37
• 3.1.1 裝箱調(diào)度算法35-36
• 3.1.2 遺傳調(diào)度算法36
• 3.1.3 優(yōu)先級提升算法36-37
• 3.2 TTCAN總線周期性消息調(diào)度算法37-41
• 3.2.1 TTCAN總線周期性消息調(diào)度策略37-38
• 3.2.2 初始調(diào)度矩陣38-39
• 3.2.3 初始調(diào)度矩陣的優(yōu)化39-40
• 3.2.4 容錯設(shè)計40-41
• 3.3 TTCAN總線事件性消息調(diào)度算法41-43
• 3.3.1 TTCAN總線事件性消息調(diào)度策略41-42
• 3.3.2 優(yōu)先級提升調(diào)度算法42-43
• 3.4 TTCAN總線動態(tài)調(diào)度策略43-44
• 3.5 基于航空發(fā)動機(jī)信息的調(diào)度算法實例44-49
• 3.5.1 PSA消息組調(diào)度實例44-47
• 3.5.2 航空發(fā)動機(jī)信息調(diào)度實例47-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第四章 基于航空發(fā)動機(jī)分布式控制系統(tǒng)TTP/C總線構(gòu)架設(shè)計50-59
• 4.1 TTP/C總線50-54
• 4.1.1 TTP/C總線基本特征50-51
• 4.1.2 TTP/C總線設(shè)計原則51
• 4.1.3 TTP/C總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)51-52
• 4.1.4 TTP/C總線介質(zhì)訪問方式52-53
• 4.1.5 TTP/C總線數(shù)據(jù)幀格式53-54
• 4.2 TTP/C總線控制器總體設(shè)計54-56
• 4.2.1 TTP/C總線控制器結(jié)構(gòu)54-55
• 4.2.2 TTP/C總線協(xié)議分層55-56
• 4.3 基于航空發(fā)動機(jī)分布式控制系統(tǒng)TTP/C總線控制器參數(shù)設(shè)計56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 基于航空發(fā)動機(jī)分布式控制系統(tǒng)的TTP/C總線控制器設(shè)計59-77
• 5.1 TTP/C總線控制器數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)計59-63
• 5.1.1 總線收發(fā)器設(shè)計59-60
• 5.1.2 BG模塊設(shè)計60-61
• 5.1.3 MEDL列表設(shè)計61-63
• 5.2 TTP/C總線控制器協(xié)議服務(wù)層設(shè)計63-67
• 5.2.1 成員關(guān)系容錯算法的實現(xiàn)63-66
• 5.2.2 全局同步容錯時鐘的實現(xiàn)66-67
• 5.3 TTP/C總線控制器CNI接口模塊設(shè)計67-69
• 5.4 TTP/C總線控制器狀態(tài)機(jī)設(shè)計69-72
• 5.5 綜合通信仿真72-76
• 5.6 本章小結(jié)76-77
• 第六章 總結(jié)與展望77-79
• 6.1 總結(jié)77-78
• 6.2 展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 致謝83-84
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84-85
• 附錄A 基于FPGA的航空發(fā)動機(jī)分布式控制系統(tǒng)實物圖85

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：715702