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先进飞机电气系统测控平台的研究

高丽霞  
【摘要】:随着电力电子和微电子技术的发展,固态器件取代了传统的机电式、触点式继电器和接触器,固态配电方式正取代传统的配电方式成为现代先进飞机电气系统中的主要配电方式。 本论文首先对先进飞机电气系统的国内外现状及发展趋势进行了分析,并根据先进飞机在发展过程中对电气系统供电的实时性和可靠性要求不断提高的状况,提出了先进飞机电气系统测控平台这一研究课题。之后,依据先进飞机电气系统的特点、功能及可持续发展的需要,对其进行了分析,并对要设计应用于它的一类测控平台依据了标准化、模块化的设计思想在整体结构上进行了划分。结构划分之后,对其中一类典型的功能模块进行了具体的软、硬件设计。该功能模块以数字信号处理器TMS320F2812为其核心处理芯片,与具体设计的应用于不同类型信号的检测电路一起构成了该功能模块的硬件平台。在设计中利用了CPLD对2812处理器原有I/O端口的个数进行了扩展,满足了系统实际工作过程中对大量I/O端口的需求。在其软件设计部分,引入嵌入式实时多任务操作系统μC/OS-Ⅱ。该操作系统的使用有利于任务的划分和设计,并且其基于优先级的任务调度机制能有效提高系统的实时性和可靠性,也方便了后期的升级和维护。系统软、硬件方案确定之后,又对具体的信息采集和处理方法进行了分析,根据分析情况编写了相应的软件任务程序,同时进行了主体电路结构设计、模拟量输入通道设计、开关量输入/输出电路设计和频率采集电路设计等工作。 最后在集成开发环境CCS中对软件任务进行了仿真调试,在MAX plus-Ⅱ上对CPLD的功能进行了仿真测试。仿真测试完成之后,首先利用现有FPGA的实验开发板完成CPLD功能的板级仿真,在仿真无误的情况下将其与设计的其他外围检测电路一起与主控芯片相连,并将仿真测试成功的系统软件程序下载至2812的开发板,进行系统的综合功能测试。论文结束时又对如何提高系统的可靠性和实现系统的电磁兼容性等问题进行了分析。


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