一种航空直流固态功率控制器的设计

提出了一种基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ和CPLD的SSPC设计方案。对整个系统的结构进行了分析,结合分析给出了系统硬件和软件设计方案。硬件设计部分给出了系统的硬件结构原理图,分析了系统性能和各部分功能,并给出了子系统的设计;软件部分根据μC/OS-Ⅱ系统建立了任务结构框图和系统流程,给出了I2T反时限保护的一种算法,并通过对CPLD的编程实现SSPC的短路保护功能;实验证明这种设计方案具有硬件电路设计简单、实时性好、可靠性高和智能化水平高的优点,符合航空直流固态功率控制器的设计要求。

航空新型固态配电技术研究

为了满足航空新型配电技术的不断发展,基于固态配电和数字综合管理技术,设计了航空新型固态功率控制器;提出了以TMS320LF2407A作为控制器的智能固态控制器设计方案;用软件实现了原模拟SSPC的反时限保护功能模块,并实现了自检测、通道可编程、监测电源电压的稳定性等功能;并提出SSPC多通道板卡,提高了集成度更适应负载管理中心的使用;各种状态的试验结果表明该固态功率控制器可以准确快速通断,并提供全面的保护功能,大大提高了航空供电的可靠性。

多矿井安全监控系统的嵌入式智能节点设计

针对目前我国矿井环境复杂,控制距离远,生产布局分散,监控点多等因素;介绍了一种采用上下两层网络的多矿井安全监控系统,通过以C8051F040为主处理器的智能节点,将上层的以太网和下层的CAN总线网络连接起来,其中详细地设计了智能节点的硬件结构,并将实时多任务操作系统μC/OS-II移植到主处理器上,试验结果表明该系统通过对实时数据的采集与分析,能够准确地运行和处理实时任务,长期稳定可靠且具有一定的使用价值和可推广性。

基于FPGA+DSP的1553B总线通用接口设计与实现

通过研究国内外先进协议处理芯片,提出了采用FPGA+DSP相结合的设计思想以完成协议处理功能的1553B总线通用接口设计;外加模拟收发器,实现1553B总线上模拟量的所有处理,最后针对通用接口工作模式分别进行整体测试,初步测试表明通用接口能够完成1553B总线通讯任务;设计增强了总线接口电路设计的灵活性,缩短了设计周期,提高了系统性能与通用性,有利于系统的扩展。

基于RMS调度周期、非周期混合任务集的一种新方法

提出了一种利用速率单调(RMS)算法确定计算机实时系统中整个任务集优先级的新方法。该方法利用数理统计的规律克服了普通RMS算法只能对系统中周期任务进行有效调度而不能对系统中的非周期任务进行有效调度的局限,扩大了RMS算法的适用范围,简化了非周期任务的处理过程,减小了系统开销。利用该方法在先进飞机电气综合控制与管理系统中进行了整个任务集的可调度性测试、验证,并给出了任务集的实际调度的验证实例。

数据记录仪在无人值守实验环境中的应用

为了实现蓄电池充放电过程中自动记录参数,开发出了数据记录仪;采用多线程编程(Protothreads)技术,将数据采集、提取时间信息、存储文件、系统监控任务划分为四个独立线程;调用通用的文件系统模块FatFs,将蓄电池试验中的电压、电流、温度及时间参数数据以逗号分隔值(CSV)文件格式组成文件,通过SPI总线将记录文件存储到SD卡中;经过实际运行,记录仪运行稳定,记录参数符合要求,具有一定的推广意义。

基于Vxworks的先进飞机电气负载管理中心软件设计

给出了嵌入式系统软件的一般分析与设计过程,通过对调度算法的分析研究,利用Vxworks5.5实时操作系统Priority-basePreemptive Scheduling算法确定了ELMC的具体功能任务的优先级,并进行了相应的可行性调度分析;通过对系统总体任务关联分析得出实时多任务间相互关联的结构,并给出了两例典型任务设计的具体方法,最后利用Tornado环境下WindView分析证明了该设计的正确性。

基于FPGA的分组式直流固态功率控制器的设计

介绍了一种基于FPGA的组合式直流固态功率控制器(SSPC)的设计方案,并对分组控制方法进行了分析。该控制器组利用FPGA的I/O功能可自定义等特点将多个独立工作的功率控制器共享一个控制芯片,用硬件描述语言和IGBT器件实现SSPC基本功能并对多个SSPC独立进行判断管理和提供反时限保护,具有体积小,集成度高,抗扰能力强等特点。最终实现了智能控制负载电路通断的功能。

基于SOPC的1553B总线通用接口设计

在研究国外先进协议芯片的基础上,提出了一种基于SOPC技术的1553B总线BC/RT/MT通用接口的设计方法;通过外加模拟收发器,将NIOSⅡ软核处理器与各种功能模块集成在FPGA内部,实现了1553B总线通用接口功能;最后以TMS320LF2407作为宿主机,在NIOSⅡIDE开发环境中针对通用接口BC/RT/MT工作模式分别进行了整体测试,初步测试表明通用接口能够完成1553B总线通讯任务;SOPC技术实现了硬件设计软件化,大大增强了总线接口电路设计的灵活性,缩短了设计周期,提高了系统性能与通用性,有利于系统的扩展。

先进飞机电气系统处理机的研究及实现

随着现代计算机技术和电子技术的发展以及多电飞机对新型配电系统的需求,分布式电气负载智能管理成为先进飞机电气系统发展的方向;电气系统处理机(PSP)是先进飞机电气系统的核心,负责实时负载调度、管理,系统故障处理、恢复和系统动态重构;以某型飞机为背景,首先论述了电气系统处理机的功能,搭建了合适的系统软硬件平台,并在这个基础上进行了详细任务级设计;然后讨论了改进电气系统处理机软件可靠性的措施以及BIT技术在电气系统处理机上的实现方法;实验情况表明系统能够实现多任务可靠调度,能够满足先进飞机对电气系统的可靠性、实时性等要求。

基于DSP的双余度ARINC429总线通信系统的设计与实现

针对某型飞机电气系统数据总线的要求,设计了一种基于DSP技术的双余度ARINC429总线通信系统;该系统用ARINC429专用芯片HI8582构成数据收发单元,通过CPLD编程实现系统的逻辑电路设计,双余度技术的应用极大地提高了系统的可靠性;通过该系统,既可实现总线上相关航空电子设备间的通信,也可实现对设备进行检测,具有很强的通用性;该系统在实际应用中取得了良好的效果,达到了预期的设计目的,文章详细介绍了该通信系统的组成、工作原理以及软、硬件设计。

嵌入式操作系统μC/OS-II在飞机汇流条控制器中的应用研究

以飞机供电系统中自动控制与管理为应用背景,以TMS320LF2407A控制器为核心构建的硬件系统作为硬件平台,对实时嵌入式操作系统μC/OS-II在飞机自动配电系统中的一级配电中心汇流条控制器的应用的关键技术进行了研究,提出了一种新的汇流条控制器系统任务划分机制。同时对确定任务优先级的算法进行了分析,并给出了软件任务划分的原则、以及软件构架。μC/OS-II在飞机汇流条控制器系统中的应用为飞机电源管理系统的综合自动化提供了一种新的发展思路。

基于UML-RT的实时系统分析与设计

介绍了UML-RT的模型结构和模型行为,同时给出了利用UML-RT进行系统分析设计的方法,最后以先进飞机电气系统处理机实现为例说明了使用UML-RT进行系统分析、设计的具体过程。

开关磁阻发电系统并网逆变单元仿真研究

开关磁阻发电系统是航空电源发展的新方向,多发电机并网供电在航空电源系统中占有重要地位。为了实现输出电能平稳并网,需要输出电压在幅值、相位和频率上与主汇流条电压保持一致;在汇流条并网电压的变换过程中,采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)波控制开关磁阻发电机的三电平逆变器输出模块,即可得到满足要求的电能。仿真实验表明,该发电系统并网逆变单元输出的电压稳定、可靠,实现了平稳、准确的并网要求,且输出电压纹波小。

基于μC/OS-Ⅱ和CAN总线的网络化测控系统设计

针对目前情况复杂、远程和范围较大的测控任务,介绍了一种网络化测控系统;该系统各测控单元以TMS320LF2407为控制核心,将CAN网络技术应用于测控单元的互联实现各单元的通信、数据共享和远程控制,并采用了嵌入式实时多任务操作系统μC/OS-Ⅱ为软件平台进行软件开发提高了系统的实时性;该系统在先进飞机电气负载管理中心实验样机上可靠运行,而且具有灵活、易于功能扩展和缩短软件开发周期等优点。

基于面向对象技术的先进飞机自动配电监控系统设计

针对先进飞机自动配电的监控系统,运用面向对象建模语言对系统进行建模与面向对象技术进行软件设计,以飞机自动配电系统内各种配电设备为对象进行全面分析、归类和建模,建立了具有稳定友好可视化人机交互界面的先进飞机自动配电监控系统;该软件设计依托Visual C++6.0强大功能,利用API函数封装的串口通信类实现Windows环境下串行通信,选用Access2003作为数据存储工具,通过编程接口对其进行访问,实现实时有效的管理系统中的数据;实验结果表明此系统具有友好的人机交互界面,运行稳定、可靠并且具有可扩展性。

基于VC++的PC机实现与429通讯板的数据通讯

ARINC429规范是现代航空电子设备数字传输的一种标准,与计算机之间的通信受到航空业的重视;详细介绍了在Visual C++6.0环境下,利用控件实现ARINC429标准数据通过计算机串口发送和接收的方法,给出了TI公司的TMS320F2812型DSP和MAX232型收发器的硬件接口电路,以及在此基础上使用中断和查询方法实现PC串口的初始化、发送和接收数据程序代码,同时给出DSP SCI的软件流程;并通过具体应用证明了可靠性和稳定性。

基于PowerPC及VxWorks的飞机电气负载管理中心控制器设计

介绍了飞机配电系统电气负载管理中心(ELMC)的配电模式,通过研究VxWorks嵌入式操作系统在ELMC数据通信及控制系统中的应用,以及从保证ELMC数据通信及控制系统实时性、可靠性、准确性的角度出发,提出了基于PowerPC微处理器和Vx-Works嵌入式实时操作系统的ELMC数据通信及控制系统的设计方案;在此基础上,对系统总体任务的运行调度情况进行了分析,并利用Tornado环境下WindView对任务运行进行了相关验证,满足设计要求,证明了该设计的可靠性和正确性。

基于VME总线的飞机RT硬件结构化设计

介绍了一种基于VME内部总线的飞机远程终端功率控制器的硬件功能性的结构化设计方法;系统分析了RT的具体功能;结合32位VME总线的系统框架,针对各模块的关键技术给出了具体板间数据通讯步骤;进而利用cypress的VIC068A总线控制芯片,设计出了CPU控制板与VME总线的接口部分原理图;该图以74FCT543作为数据与地址缓冲器,实现了总线的A24/A16、D16/D08模式;通过该系统对RT设计的结构规划,大大提高了RT处理数据的快速准确性,并为加快具体设计工作做了充分的铺垫。

飞机高压直流电气系统的建模和仿真

飞机高压直流电气系统是一种新型的电气系统,建立了包括发电机、直流斩波器、三相逆变器等高压直流电气系统典型组成部件的时域数学模型,利用基于微分方程的仿真方法,设计了以matlab作为计算平台的仿真程序,进行了系统加载实验,实验结果和实际较好的吻合;首先利用微分方程稳定性理论分析了DC/DC模块和恒功率负载相互作用时的稳定性问题,得出一个稳定性的结论,然后用模型进行了仿真验证,理论分析与仿真结果吻合,证明建模方法和结果是正确有效的,对系统设计具有参考价值。