| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 注释表 | 第14-15页 |
| 第一章 绪论 | 第15-23页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第15页 |
| 1.2 余度技术的研究现状 | 第15-17页 |
| 1.2.1 余度级别 | 第16-17页 |
| 1.2.2 冗余结构 | 第17页 |
| 1.2.3 冗余通道间运行方式 | 第17页 |
| 1.3 余度飞行控制计算机的发展现状 | 第17-19页 |
| 1.3.1 国外发展现状 | 第17-18页 |
| 1.3.2 国内发展现状 | 第18-19页 |
| 1.4 本文的研究技术基础 | 第19-22页 |
| 1.4.1 实验室技术储备 | 第19-20页 |
| 1.4.2 本文研究目标 | 第20-22页 |
| 1.5 论文的研究内容及安排 | 第22-23页 |
| 第二章 三余度飞行控制计算机总体设计方案 | 第23-30页 |
| 2.1 引言 | 第23页 |
| 2.2 三余度飞行控制计算机的组成 | 第23-24页 |
| 2.2.1 无人机飞行控制系统工作原理 | 第23-24页 |
| 2.2.2 三余度飞行控制计算机组成 | 第24页 |
| 2.3 三余度飞行控制计算机总体需求分析 | 第24-26页 |
| 2.4 硬件方案设计 | 第26-28页 |
| 2.4.1 硬件需求分析 | 第26-27页 |
| 2.4.2 硬件总体设计 | 第27-28页 |
| 2.5 软件方案设计 | 第28-29页 |
| 2.5.1 软件设计与开发原则 | 第28页 |
| 2.5.2 软件需求分析 | 第28页 |
| 2.5.3 软件总体结构设计 | 第28-29页 |
| 2.6 本章小结 | 第29-30页 |
| 第三章 三余度飞行控制计算机硬件设计 | 第30-48页 |
| 3.1 引言 | 第30页 |
| 3.2 三余度飞行控制计算机总体结构设计 | 第30-32页 |
| 3.2.1 处理器概述 | 第30-31页 |
| 3.2.2 基于MPC5644A的核心板结构设计 | 第31-32页 |
| 3.3 CPU最小系统设计 | 第32-35页 |
| 3.3.1 系统时钟 | 第32-34页 |
| 3.3.2 系统复位 | 第34页 |
| 3.3.3 系统在线调试 | 第34-35页 |
| 3.4 接口功能单元设计 | 第35-40页 |
| 3.4.1 串口设计 | 第35-36页 |
| 3.4.2 PWM输入/输出设计 | 第36-37页 |
| 3.4.3 开关量输入/输出设计 | 第37-38页 |
| 3.4.4 AD采样和DA输出设计 | 第38-39页 |
| 3.4.5 数据输入链路设计 | 第39-40页 |
| 3.4.6 数据输出链路设计 | 第40页 |
| 3.5 通信链路设计 | 第40-42页 |
| 3.5.1 CAN总线驱动电路设计 | 第40-41页 |
| 3.5.2 FlexRay总线驱动电路设计 | 第41-42页 |
| 3.6 电源模块设计 | 第42-44页 |
| 3.7 PCB设计 | 第44-45页 |
| 3.7.1 PCB板层分配 | 第44页 |
| 3.7.2 元器件布局 | 第44-45页 |
| 3.7.3 PCB布线 | 第45页 |
| 3.8 核心板硬件设计结果 | 第45-46页 |
| 3.9 仲裁板原理设计 | 第46页 |
| 3.10 三余度飞行控制计算机机箱展示 | 第46-47页 |
| 3.11 本章小结 | 第47-48页 |
| 第四章 飞行控制与管理软件设计 | 第48-56页 |
| 4.1 引言 | 第48页 |
| 4.2 飞行控制与管理基本功能 | 第48-49页 |
| 4.3 传感器管理 | 第49页 |
| 4.3.1 传感器数据采集与预处理 | 第49页 |
| 4.3.2 传感器数据融合 | 第49页 |
| 4.4 导航管理模块 | 第49-50页 |
| 4.5 控制律解算 | 第50-51页 |
| 4.6 执行机构控制 | 第51页 |
| 4.7 人机交互管理 | 第51-53页 |
| 4.7.1 遥控接收 | 第51-52页 |
| 4.7.2 遥测发送 | 第52页 |
| 4.7.3 地面检测 | 第52页 |
| 4.7.4 航路管理 | 第52-53页 |
| 4.8 故障应急处置 | 第53-55页 |
| 4.9 飞行控制任务管理与调度 | 第55页 |
| 4.10 本章小结 | 第55-56页 |
| 第五章 余度管理软件设计 | 第56-71页 |
| 5.1 引言 | 第56页 |
| 5.2 余度管理设计原则与设计任务 | 第56-57页 |
| 5.3 跨通道同步 | 第57-58页 |
| 5.3.1 全局时间和本地时间 | 第57-58页 |
| 5.3.2 同步进程 | 第58页 |
| 5.4 数据交叉链路设计 | 第58-62页 |
| 5.4.1 系统总线数据流分析 | 第58-60页 |
| 5.4.2 FlexRay总线通信协议 | 第60-61页 |
| 5.4.3 总线通信时隙安排 | 第61-62页 |
| 5.5 故障检测与诊断 | 第62-67页 |
| 5.5.1 通道内单元故障检测 | 第62-64页 |
| 5.5.2 基于总线结构故障检测 | 第64-67页 |
| 5.6 系统重构与恢复 | 第67-69页 |
| 5.6.1 中央处理单元重构 | 第67-68页 |
| 5.6.2 系统总线重构 | 第68页 |
| 5.6.3 接口板上输出通道重构 | 第68-69页 |
| 5.7 系统余度管理 | 第69-70页 |
| 5.8 本章小结 | 第70-71页 |
| 第六章 试验验证及结果分析 | 第71-85页 |
| 6.1 引言 | 第71页 |
| 6.2 测试验证目的 | 第71页 |
| 6.3 验证平台与环境 | 第71页 |
| 6.4 单通道功能单元验证 | 第71-75页 |
| 6.4.1 最小系统性能测试与测试结果分析 | 第71-72页 |
| 6.4.2 串口单元功能测试与测试结果分析 | 第72-73页 |
| 6.4.3 PWM单元功能测试与测试结果分析 | 第73-74页 |
| 6.4.4 开关量单元功能测试与测试结果分析 | 第74页 |
| 6.4.5 模拟量单元功能测试与测试结果分析 | 第74-75页 |
| 6.5 总线通信功能测试 | 第75-78页 |
| 6.5.1 CAN总线通信功能测试与测试结果分析 | 第75页 |
| 6.5.2 FlexRay总线通信功能测试与测试结果分析 | 第75-78页 |
| 6.6 余度管理功能验证 | 第78-83页 |
| 6.6.1 验证平台 | 第78-79页 |
| 6.6.2 单通道单功能单元故障 | 第79-80页 |
| 6.6.3 单通道多功能单元故障 | 第80-81页 |
| 6.6.4 多通道多功能随机故障 | 第81-82页 |
| 6.6.5 总线故障 | 第82-83页 |
| 6.6.6 试验结果分析 | 第83页 |
| 6.7 本章小结 | 第83-85页 |
| 第七章 总结与展望 | 第85-87页 |
| 7.1 课题工作总结 | 第85页 |
| 7.2 后续工作展望 | 第85-87页 |
| 参考文献 | 第87-91页 |
| 致谢 | 第91-92页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第92页 |