一种多通道电气双余度的无人直升机舵系统

为满足无人机飞行的安全性与可靠性,提出一种多通道双余度舵系统的设计方法。该系统采用无接触式设计,由DSP完成6路舵机的位置环控制,FPGA完成速度环控制,通过对主要模块的余度设计特点进行说明,采用模型比较和通道参数比较的方法,构成了系统的故障自检测模块。当出现一次同类故障或多次不同类故障时,系统仍能正常工作。分析结果表明:该方法达到了技术指标要求,余度切换时无明显扰动,并已在某型无人直升机上得到实际验证。     

无人机伺服作动系统容错控制研究

为了增强伺服作动系统的可靠性,使其当某些特定故障发生时,能够继续工作,提出了一种双余度电动伺服舵机系统。通过建立双余度电动舵机的数学模型,设计舵机控制器,分析双余度舵机的典型故障,选择合适的故障诊断策略,以达到舵回路的故障容错能力。结果表明:采用余度技术后,系统的静态性能和动态性能没有大的改变,但是大大提高了系统的可靠性。     

三余度机电伺服机构试验验证

设计三余度机电伺服机构,并对其进行试验验证。设计三选二多数表决的控制策略,对输入和反馈信号进行表决;设置故障检测和隔离,检测电机相电流并进行逻辑判断,进行通道隔离。设计故障注入试验,研究在故障情况下三余度机电伺服机构能否正常工作。研究表明,采用三冗余设计使伺服机构在一度故障时能够隔离故障通道,保证伺服机构正常工作,提高了伺服机构的可靠性。     

基于节点冗余的CAN总线网络双冗余方法

目前在CAN总线冗余设计方法中只对总线进行冗余设计,仍然不能满足恶劣工业环境对CAN总线可靠性的要求。针对这一问题,提出了一种基于节点冗余的CAN总线网络双冗余方法。该方法对网络中每个节点进行总线冗余,同时为系统的主节点进行节点冗余。测试结果表明:若总线出现故障,系统中所有节点均能自动切换到备用总线工作;若主节点出现故障,备份主节点则自启动,发挥主节点的作用;当主节点恢复正常时,备份主节点则自行回到备份状态。此方法能同时实现节点冗余和总线冗余,大大提高了系统的可靠性。     

某电液伺服系统的冗余控制

针对现代武器系统可靠性的要求,提出双CPU冗余控制技术.简要介绍电液伺服系统的原理,详细阐述了基于双CPU冗余控制硬件系统和软件系统的具体实现方法,重点分析故障检测模块和主从CPU的无扰动切换的实现方法,并进行半实物仿真分析.仿真结果表明:该方法可有效提高系统的可靠性并实现系统的无扰动切换,具有一定的应用价值.     

基于虚拟余度的发动机伺服传感器故障检测

为在有限软硬件资源下有效辨识出故障传感器并进行隔离,提出基于虚拟余度的航空发动机伺服传感器故障检测方法.利用改进算法训练的Elman神经网络实现全包线内的高压转速到主燃油的映射,建立主燃油虚拟余度,给出基于虚拟余度的伺服传感器故障检测结构,并对常规检测方法不能辨识的2种失效模式进行仿真验证.结果表明:该方法可有效辨识出传感器失效,结构简单,计算量较小.     

陀螺仪冗余系统的方案配置及故障检测与识别

讨论了四目二自由度陀螺仪捷联系统的余度最佳配置方案，提出了利用奇偶方程进行故障检测与识别的线性相关技术，得出了余度技术不仅能提高系统的可靠性，而且还能提供重复测量数据，并能利用最小二乘进行数据处理，求解角速率的最佳估值。     

高速大容量双冗余机载雷达数据记录仪设计

针对高速机载雷达数据传输速度快、数据量庞大的特点,设计了一种基于FPGA的高速大容量双冗余载雷达数据存储系统。系统以FPGA为逻辑控制中心,采用高速FIFO和Flash流水线操作实现了高速雷达数据无缝缓存和连续高速存储,并采用二维无效块检测列表刷新算法保证了双冗余数据的可靠性,减少了FPGA内部资源的占用。试验结果表明:系统工作稳定,记录数据完整准确,能够实现对传输速率为24Mi B/s高速并行雷达数据的双冗余存储。     

永磁同步电机旋变测角技术应用

在数字伺服控制系统中,针对系统需要实时检测输出的角度位置信息的特点,利用旋转变压器和AD2S83设计了旋变测角系统。在分析旋转变压器和AD2S83的工作原理的基础上,设计了系统的硬件电路,实现了把角度位置信息的模拟信号转化为系统所需的数字信号。实际调试表明,该旋变测角系统工作性能稳定,满足系统精度要求。     

鱼雷系统传感器故障诊断的方案和仿真

提出一种鱼雷传感器故障在线诊断方案，直接利用各传感器测量值导出解析余度，通过统计假设检验，完成故障的检测和隔离。由于无须增加硬件余度和其他解析余度，因而易于实现，且可靠性好，检测迅速。仿真结果验证了该种方法的有效性。     

相同时变时延条件下的卫星协同编队方法

在卫星协同编队任务中,卫星协同编队通信受通信带宽限制。为解决卫星协同在通信时延条件下协同编队问题,将卫星通信系统设计成由位置和速度信息为主的双重冗余通信信息传输方式。利用矩阵的方式,对时延条件下卫星协同系统的可控性进行分析,并分析基于位置和速度的双重冗余通信信息传输方式对协同系统的稳定性以及收敛速度的影响。以通信延时系统稳定收敛为基础设计仿真实例,验证所设计协同编队方法在时延情况下的有效性与稳定性。仿真结果表明：基于位置与速度双重冗余通信信息传输方式构建的通信延时系统稳定收敛,仿真验证协同编队卫星的位置快速稳定收敛,速度快速保持一致,形成一字编队。     

载人运载火箭惯性器件冗余管理中的精度控制技术

运载火箭控制系统通过惯性器件冗余信息进行故障检测以提高系统可靠性,还可对惯组冗余信息采用信息融合技术以提高火箭入轨精度。以中国现役载人运载火箭控制系统双七表捷联惯组冗余设计为例,研究惯性器件冗余管理中的精度控制技术,提出了基于惯性冗余信息故障诊断和信息融合的精度控制技术,并以其他火箭实际飞行故障案例进行仿真分析。仿真结果表明,提出的惯性器件冗余管理中的精度控制技术能有效判别故障信息,提高火箭入轨精度。     

待发段地面逃逸控制组合设计及关键技术研究

待发段地面逃逸控制组合作为载人航天工程待发段地面逃逸控制系统的核心组成部分,主要负责接收逃逸控制计算机和控制面板的指令,进行逻辑条件判断后与逃逸系统硬件设备完成有线逃逸控制指令的通信。针对酒泉卫星发射场现有控制组合设备设计较早、使用年限较长等问题,提出一种基于双冗余架构的高可靠待发段地面逃逸控制组合设计方案,采用主从冗余热备份设计实现系统级冗余架构,同时采用基于改进型Mod Bus/TCP协议的冗余网络通信技术、基于测试数据的故障自检测技术以及高可靠逻辑控制软件设计技术,极大提高控制组合的可靠性,缩短故障处理时间,降低待发段风险,满足载人航天飞行任务对待发段逃逸救生的需求,具有较强的工程意义和实用价值。     

武器装备实时测控系统冗余容错方法研究

针对武器装备实时测控系统中对高可靠性的需求,对应用较为广泛的武器装备紧凑型PCI总线测控系统的冗余容错问题进行了研究。构建了一种利用心跳检测联系主、备用设备的冗余设计方法,并在VxWorks实时操作系统中实现了高可用热插拔技术来提高系统的冗余容错性能。提出一种基于非精确计算理论的实时容错调度算法,将该算法实际应用于测控系统中来验证其对冗余容错性的提升。仿真与实验验证结果表明,该系统具有良好的冗余容错性能,该设计方法可以有效地提升系统的可靠性。     

飞行控制软件可靠性设计

针对双ＣＰＵ、以主从方式运行的冗余硬件配置，介绍了管理和邦联诊断策略。飞行控制软件一般包括制导、姿控和综合三部分，制导部分要求有高的计算精度，姿控部分的实时性很强，综合部分应怼不行状态正确识别和自理针对这些特点，分别介绍了各分系统软件可靠性设计的总体结构、故障判别的条件以及具体的实现。文中提到的部分技术经过了实验的检验，证明是可行的。     

分布控制系统的容错配置设计

分布控制系统的容错配置设计是在Galois域增加冗余控制器.可编程控制器的扩充状态变量经网络送给冗余控制器.该控制器在设定时间产生奇偶校验码,通过布尔函数逻辑运算转换成Galois域函数运算,检验其输出是否满足奇偶校验条件以判断是否存在故障.以物料抓送系统的冗余控制为例,对冗余结点的输出进行检测、用估计输出取代故障控制器的输出使其功能恢复,实现系统的自诊断.     

基于异步通信的综合模块化车辆电子系统软件重构

随着综合模块化车辆电子系统的逐步应用,需要进一步研究其中的系统管理及软件重构技术,以提高车辆的故障处理能力及系统可靠性水平。研究联合标准化航空电子系统架构委员会(ASAAC)航空电子系统标准中的系统管理技术,以此为基础针对车辆电子系统的特点设计及实现一种基于异步通信的系统管理及软件重构方案,给出系统管理配置的实例及系统管理软件、模块管理软件的详细说明,并在桌面和嵌入式环境下完成了试验验证。研究和试验结果表明,该方案可以有效地降低多处理模块ASAAC系统管理所使用的通信负荷,较好地应对应用软件异常退出、模块断网或断电、软件重复运行等车辆电子系统中的常见故障,能在这些有故障的情况下保证系统应用软件运行的可靠性和完备性。     

基于SG1525的全桥变换器设计

脉宽调制芯片SG1525具有欠压锁定、故障关闭和软起动等功能，因而在中小功率电源和电机调速等方面应用较广泛。SG1525是电压型控制芯片，利用电压反馈的方法控制PWM信号的占空比，整个电路成为双极点系统的控制问题，简化了补偿网络的设计。使用SG1525组成了全桥变换器并对其进行了试验。当满载运行时，效率为81％；当轻载运行时，效率为66％。交流输人电压上下浮动10％，输出电压浮动0．8V，其负载调整率和电压调整率都很小。通过实践证明，电路性能稳定，工作可靠。