基于FlexRay的三余度飛行控制計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì).pdf

1、飛行控制計(jì)算機(jī)作為無人機(jī)的核心，其安全性和可靠性要求是所有機(jī)載子系統(tǒng)中最高的。為提高飛行控制計(jì)算機(jī)的安全性和可靠性，采用余度技術(shù)，通過改善系統(tǒng)的故障診斷與容錯(cuò)性能，最大程度地降低甚至消除故障對(duì)系統(tǒng)正常工作的影響。結(jié)合樣例無人機(jī)對(duì)余度控制系統(tǒng)的實(shí)際需求，本文設(shè)計(jì)了一種基于FlexRay總線的三余度飛行控制計(jì)算機(jī)。
　　論文首先從余度級(jí)別及其結(jié)構(gòu)以及工作方式和冗余通道數(shù)據(jù)傳輸方式等方面進(jìn)行了分析，確定了基于FlexRay總線的熱備份相

2、似三余度飛行控制計(jì)算機(jī)的研究目標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上，完成了三余度飛行控制計(jì)算機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)。
　　其次，根據(jù)飛行控制系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)需求，配置了相應(yīng)的硬件資源。采用模塊化設(shè)計(jì)思想，完成了核心板最小系統(tǒng)、通信功能單元、總線通信鏈路以及電源模塊的原理圖設(shè)計(jì)和PCB板制作，并設(shè)計(jì)了各功能模塊的底層驅(qū)動(dòng)程序。為實(shí)現(xiàn)三余度飛行控制計(jì)算機(jī)“軟件表決-硬件仲裁”的二級(jí)表決功能，完成了仲裁板表決電路的理論設(shè)計(jì)。
　　然后，利用系統(tǒng)軟件功能模塊劃分

3、的特點(diǎn)，研究無人機(jī)飛行控制與管理軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各模塊的控制與管理調(diào)度功能；并以三余度飛行控制計(jì)算機(jī)跨通道同步、通信鏈路數(shù)據(jù)傳輸、故障檢測(cè)與診斷和系統(tǒng)重構(gòu)與恢復(fù)為設(shè)計(jì)重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)輸入和輸出的故障檢測(cè)與處理。
　　最后，搭建硬件測(cè)試平臺(tái)，對(duì)單通道硬件和底層驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)的可行性和正確性進(jìn)行了系統(tǒng)的驗(yàn)證；同時(shí)開發(fā)了測(cè)試軟件，通過注入模擬故障完成了無人機(jī)飛行控制與管理軟件余度管理功能的驗(yàn)證。測(cè)試結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的三余度飛行控制計(jì)算機(jī)故障覆