| 致谢 | 第3-5页 |
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 1 绪论 | 第13-36页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第13-14页 |
| 1.2 星载ATP结构及故障分析 | 第14-18页 |
| 1.2.1 星载ATP结构组成及其在链路建立过程中的作用 | 第14-17页 |
| 1.2.2 星载ATP系统故障分析 | 第17-18页 |
| 1.3 控制系统故障诊断及容错控制研究现状 | 第18-23页 |
| 1.3.1 故障诊断的主要内容及分类 | 第18-19页 |
| 1.3.2 基于解析模型的故障诊断方法 | 第19-20页 |
| 1.3.3 基于滑模观测器的故障重构 | 第20-21页 |
| 1.3.4 容错控制设计及现状 | 第21-23页 |
| 1.4 空间辐射环境及单粒子效应研究现状 | 第23-30页 |
| 1.4.1 空间辐射环境 | 第24-26页 |
| 1.4.2 单粒子效应加固技术研究现状 | 第26-28页 |
| 1.4.3 抗辐射性能评估技术研究现状 | 第28-30页 |
| 1.5 星载设备故障诊断与容错控制技术国内外研究现状 | 第30-32页 |
| 1.6 本文研究内容及章节安排 | 第32-36页 |
| 2 基于状态估计的故障检测与诊断 | 第36-48页 |
| 2.1 引言 | 第36页 |
| 2.2 故障系统建模 | 第36-38页 |
| 2.3 基于观测器的确定系统故障检测与诊断 | 第38-42页 |
| 2.3.1 故障检测滤波器设计 | 第38-40页 |
| 2.3.2 半实物仿真实验分析 | 第40-42页 |
| 2.4 基于Kalman滤波器组的随机系统故障检测 | 第42-46页 |
| 2.4.1 Kalman滤波器设计 | 第42-43页 |
| 2.4.2 基于Kalman滤波器组的故障检测与隔离 | 第43-45页 |
| 2.4.3 半实物仿真实验分析 | 第45-46页 |
| 2.5 本章小结 | 第46-48页 |
| 3 基于滑模观测器的故障重构 | 第48-68页 |
| 3.1 引言 | 第48页 |
| 3.2 滑模变结构控制基本理论 | 第48-51页 |
| 3.2.1 滑模变结构控制的基本问题 | 第49页 |
| 3.2.2 滑动模态存在及可达性条件 | 第49-50页 |
| 3.2.3 等效控制 | 第50-51页 |
| 3.3 基于滑模观测器的故障重构 | 第51-58页 |
| 3.3.1 滑模观测器设计 | 第51-52页 |
| 3.3.2 执行器故障重构 | 第52-53页 |
| 3.3.3 传感器故障重构 | 第53-54页 |
| 3.3.4 半实物仿真实验分析 | 第54-58页 |
| 3.4 常规滑模观测器存在的问题及分析 | 第58-61页 |
| 3.4.1 抖振问题对故障重构信号的影响 | 第58-59页 |
| 3.4.2 滑模观测器增益对故障重构信号的影响 | 第59-61页 |
| 3.5 基于自适应PI滑模观测器的故障重构 | 第61-66页 |
| 3.5.1 自适应PI滑模观测器设计 | 第61-64页 |
| 3.5.2 半实物仿真实验 | 第64-66页 |
| 3.6 本章小结 | 第66-68页 |
| 4 基于APISMO和硬件冗余的精跟踪控制系统容错设计 | 第68-83页 |
| 4.1 引言 | 第68页 |
| 4.2 星载ATP精跟踪控制系统建模 | 第68-70页 |
| 4.3 基于APISMO的传感器故障容错控制 | 第70-74页 |
| 4.3.1 基于APISMO传感器故障容错方案设计 | 第70-72页 |
| 4.3.2 仿真验证 | 第72-74页 |
| 4.4 结合APISMO和硬件冗余的精跟踪传感器容错方案 | 第74-82页 |
| 4.4.1 传感器冗余设计 | 第76-77页 |
| 4.4.2 故障隔离模块设计 | 第77页 |
| 4.4.3 实验验证 | 第77-82页 |
| 4.5 本章小结 | 第82-83页 |
| 5 SRAM型FPGA电离辐射效应模式 | 第83-98页 |
| 5.1 引言 | 第83页 |
| 5.2 电离辐射效应的表征方法 | 第83-86页 |
| 5.3 电离辐射效应机理 | 第86-90页 |
| 5.3.1 TID效应机理 | 第86-87页 |
| 5.3.2 SEE效应机理 | 第87-90页 |
| 5.4 SRAM型FPGA的单粒子效应故障模式 | 第90-97页 |
| 5.4.1 SEU效应 | 第90-91页 |
| 5.4.2 SET效应 | 第91页 |
| 5.4.3 SEL效应 | 第91-92页 |
| 5.4.4 FPGA单粒子效应故障模式 | 第92-95页 |
| 5.4.5 单粒子效应对ASIC和SRAM型FPGA影响的比较 | 第95-97页 |
| 5.5 本章小结 | 第97-98页 |
| 6 SRAM型FPGA的SEU故障容错方案设计 | 第98-115页 |
| 6.1 引言 | 第98页 |
| 6.2 应用层抗单粒子效应容错技术 | 第98-103页 |
| 6.2.1 基于冗余技术的容错设计 | 第98-100页 |
| 6.2.2 基于回读的故障检测 | 第100-102页 |
| 6.2.3 故障修复技术 | 第102-103页 |
| 6.3 FPGA的动态部分重构技术 | 第103-104页 |
| 6.4 基于动态部分重构技术的TMR容错设计 | 第104-109页 |
| 6.4.1 基于动态部分重配置技术的TMR容错方案 | 第104-107页 |
| 6.4.2 容错方案中同步状态的选取规则 | 第107-108页 |
| 6.4.3 容错方案中同步控制器的设计 | 第108-109页 |
| 6.5 基于动态部分重构技术容错方案的实验验证 | 第109-114页 |
| 6.5.1 实验方案设计 | 第109-111页 |
| 6.5.2 实验结果及分析 | 第111-114页 |
| 6.6 本章小结 | 第114-115页 |
| 7 基于故障注入的SEU容错性能评估系统设计 | 第115-136页 |
| 7.1 引言 | 第115页 |
| 7.2 评估系统总体结构设计 | 第115-117页 |
| 7.3 针对SRAM型FPGA的故障注入方式 | 第117-122页 |
| 7.3.1 配置文件与FPGA配置存储器的空间划分 | 第117-121页 |
| 7.3.2 故障注入 | 第121-122页 |
| 7.4 评估系统中关键模块的设计与实现 | 第122-130页 |
| 7.4.1 Micro Blaze微处理器系统模块 | 第122-125页 |
| 7.4.2 配置控制器模块 | 第125-130页 |
| 7.5 评估系统实验测试 | 第130-135页 |
| 7.5.1 使用评估系统测试流程 | 第131-132页 |
| 7.5.2 实验数据分析 | 第132-133页 |
| 7.5.3 评估系统有效性分析验证 | 第133-135页 |
| 7.6 本章小结 | 第135-136页 |
| 8 总结与展望 | 第136-140页 |
| 8.1 本文主要研究内容及成果 | 第136-137页 |
| 8.2 本文主要创新点 | 第137-138页 |
| 8.3 进一步工作计划 | 第138-140页 |
| 参考文献 | 第140-150页 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 | 第150-151页 |
