空间站标准机柜系统中的插箱等效器设计

论文摘要

随着我国载人航天飞行器的越来越大型化和复杂化，我国未来的空间站与普通航天器相比，具有结构尺寸大、整体重量大、设备多且在轨运行时间更长等特点，传统的总体布局、总装集成和测试发射技术无法适应其研制要求。因此在吸取国外较为先进的设计理念的基础上，必须找到一种新形式的总体布局、总装集成和测试发射技术.对于空间站来说，机、电、热一体化多功能标准机柜是一种好的解决方案，它能实现模块化设计，简化总体装配和总体测试。插箱等效器是用来对标准机柜进行地面测试的一种设备，本文将对其任务需求、任务分解和电路实现的整个过程进行描述。在电路实现方面，将从器件选型、资源分配、电路设计、可靠性设计、难点及其解决方案方面进行详细的分析论证，确保插箱等效器符合总体技术要求和严酷的工作环境。插箱等效器硬件采用“DSP+FPGA+外围电路”的架构，实现插箱等效器的1394组网通信、模拟量产生、指令接收、温度采集、功耗模拟和测试网络通信等功能。最后，插箱等效器通过了一系列的环境试验测试其整机性能，插箱等效器的功能和可靠性符合预期要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 论文研究的主要内容
• 第二章 系统总体要求
• 2.1 标准机柜系统的测试需求
• 2.2 插箱等效器的主要功能
• 2.3 插箱等效器的系统结构
• 2.4 插箱等效器的测试连接
• 2.5 本章小结
• 第三章 系统硬软件设计
• 3.1 插箱等效器硬件平台设计
• 3.1.1 输入输出的确定
• 3.1.2 中断和片选分配
• 3.1.3 FPGA 逻辑实现及验证
• 3.1.4 中央处理模块的详细设计及验证
• 3.1.5 1394 总线通信模块的详细设计
• 3.1.6 遥测信号产生模块的详细设计
• 3.1.7 程控指令接收模块的详细设计
• 3.1.8 功耗模块的详细设计
• 3.1.9 温度采集模块的详细设计
• 3.1.10 网络通信模块的详细设计
• 3.1.11 电源模块的详细设计
• 3.2 插箱等效器软件设计思路
• 3.2.1 协议制定
• 3.2.2 初始化
• 3.2.3 网络通信模块
• 3.2.4 1394 总线通信模块
• 3.2.5 遥测信号产生模块
• 3.2.6 程控指令接收模块
• 3.2.7 温度采集模块
• 3.3 本章小结
• 第四章 1394 总线组网应用的设计与实现
• 4.1 1394 总线网络环境
• 4.2 采用的总线握手协议
• 4.3 调试过程中的问题及解决方法
• 4.3.1 如何可靠成为根节点
• 4.3.2 如何可靠识别有效节点
• 4.3.3 根节点同时接收到多个消息如何处理
• 4.3.4 总线容错处理
• 4.4 1394 总线组网通信的验证
• 4.5 本章小结
• 第五章 可靠性设计与验证
• 5.1 可靠性设计
• 5.1.1 力学环境下的可靠性设计
• 5.1.2 热环境下的可靠性设计
• 5.1.3 EMC 环境下的可靠性设计
• 5.1.4 防静电环境下的可靠性设计
• 5.1.5 其他可靠性设计
• 5.1.6 安全性设计
• 5.2 可靠性分析验证
• 5.2.1 抗力学分析验证
• 5.2.2 热分析验证
• 5.2.3 防静电分析验证
• 5.2.4 EMC 分析验证
• 5.3 可靠性实验验证
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 研究前景展望
• 致谢
• 参考文献