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

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【摘要】：航空發(fā)動(dòng)機(jī)分布式控制系統(tǒng)的通信總線對(duì)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(dòng)機(jī)分布式控制系統(tǒng)通信總線為研究對(duì)象,開(kāi)展時(shí)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(jì),以期為發(fā)動(dòng)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(jì)TTCAN總線level2總線控制器,搭建通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),開(kāi)展TTCAN總線時(shí)延分析,討論了傳輸時(shí)延、隊(duì)列時(shí)延、特殊時(shí)延,并給出了時(shí)延計(jì)算數(shù)學(xué)模型。分析了基本錯(cuò)誤情況下的時(shí)延,基于此,修正了時(shí)延計(jì)算模型。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)工作環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn),研究了溫度變化對(duì)總線時(shí)延的影響。在通信總線研究的基礎(chǔ)之上,針對(duì)TTCAN總線的調(diào)度算法展開(kāi)研究。設(shè)計(jì)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(cuò)窗實(shí)現(xiàn)調(diào)度容錯(cuò);異步相調(diào)度中采用優(yōu)先級(jí)提升算法處理事件性消息。將所設(shè)計(jì)的調(diào)度算法應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)分布式控制系統(tǒng)總線調(diào)度表設(shè)計(jì)。面向未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)分布式控制系統(tǒng)更高帶寬和容錯(cuò)性要求,開(kāi)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(jì)原則、總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、TDMA介質(zhì)訪問(wèn)方式和幀格式。基于TTP/C總線協(xié)議,結(jié)合航空發(fā)動(dòng)機(jī)分布式控制系統(tǒng),給出總線控制器的總體設(shè)計(jì)方案,并對(duì)協(xié)議進(jìn)行分層。結(jié)合航空發(fā)動(dòng)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(jì)了TTP/C總線控制器。設(shè)計(jì)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(jì)方法;給出了協(xié)議服務(wù)層中成員關(guān)系容錯(cuò)算法和全局同步容錯(cuò)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)方法;給出了CNI和跳轉(zhuǎn)邏輯狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)設(shè)計(jì)綜合通信仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證總線控制器的正確性。
【關(guān)鍵詞】：航空發(fā)動(dòng)機(jī)分布式控制 時(shí)間觸發(fā)通信總線 TTCAN TTP/C 調(diào)度算法 總線控制器設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：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(dòng)機(jī)分布式控制系統(tǒng)14-15
• 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)分布式控制通信總線15-17
• 1.3 時(shí)間觸發(fā)型通信總線國(guó)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?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 TTCAN總線控制器設(shè)計(jì)及時(shí)延分析20-35
• 2.1 基于FPGA的TTCAN總線控制器設(shè)計(jì)20-24
• 2.1.1 TTCAN總線控制器物理層設(shè)計(jì)21-22
• 2.1.2 TTCAN總線控制器數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)計(jì)22-23
• 2.1.3 TTCAN總線控制器時(shí)間觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)23-24
• 2.2 TTCAN總線時(shí)延分析24-27
• 2.2.1 TTCAN總線時(shí)延組成概述24-25
• 2.2.2 CAN總線時(shí)延組成25-26
• 2.2.3 TTCAN總線時(shí)延組成26-27
• 2.3 TTCAN總線時(shí)延分析計(jì)算27-31
• 2.3.1 TTCAN總線傳輸時(shí)延TTTCAN_t27-28
• 2.3.2 CAN總線隊(duì)列時(shí)延TCAN_q28-29
• 2.3.3 TTCAN總線隊(duì)列時(shí)延TTTCAN_q29-30
• 2.3.4 TTCAN總線特殊時(shí)延TTTCAN_s30-31
• 2.4 總線出錯(cuò)情況下TTCAN總線時(shí)延31-32
• 2.5 溫度對(duì)TTCAN總線時(shí)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(dòng)機(jī)的TTCAN總線容錯(cuò)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(jí)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(cuò)設(shè)計(jì)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(jí)提升調(diào)度算法42-43
• 3.4 TTCAN總線動(dòng)態(tài)調(diào)度策略43-44
• 3.5 基于航空發(fā)動(dòng)機(jī)信息的調(diào)度算法實(shí)例44-49
• 3.5.1 PSA消息組調(diào)度實(shí)例44-47
• 3.5.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)信息調(diào)度實(shí)例47-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第四章 基于航空發(fā)動(dòng)機(jī)分布式控制系統(tǒng)TTP/C總線構(gòu)架設(shè)計(jì)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(jì)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(wèn)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(jì)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(dòng)機(jī)分布式控制系統(tǒng)TTP/C總線控制器參數(shù)設(shè)計(jì)56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 基于航空發(fā)動(dòng)機(jī)分布式控制系統(tǒng)的TTP/C總線控制器設(shè)計(jì)59-77
• 5.1 TTP/C總線控制器數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)計(jì)59-63
• 5.1.1 總線收發(fā)器設(shè)計(jì)59-60
• 5.1.2 BG模塊設(shè)計(jì)60-61
• 5.1.3 MEDL列表設(shè)計(jì)61-63
• 5.2 TTP/C總線控制器協(xié)議服務(wù)層設(shè)計(jì)63-67
• 5.2.1 成員關(guān)系容錯(cuò)算法的實(shí)現(xiàn)63-66
• 5.2.2 全局同步容錯(cuò)時(shí)鐘的實(shí)現(xiàn)66-67
• 5.3 TTP/C總線控制器CNI接口模塊設(shè)計(jì)67-69
• 5.4 TTP/C總線控制器狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)分布式控制系統(tǒng)實(shí)物圖85

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：715702