飞行器多参数采集系统设计

论文摘要

飞行器多参数采集系统是航空电子系统的重要组成部分,是座舱系统的一部分,它在飞行过程中采集并显示飞行器的各种状态给使用者,方便使用者能够实时了解到飞行器的工作情况,确保飞行器安全飞行。本文论述的飞行器多参数采集系统从通用性角度进行研究,目的在于开发一套智能系统替代旧式的机电仪表,为使用者提供飞行中所需的种飞行器基本参数。在飞行器多参数采集系统实际应用到具体的飞行器时,由于硬件采用高集成性设计,核心硬件无需做更改,只需要对外围接口做小规模的改动,所以系统硬件可以大批量生产,进而有效地降低单位成本;在软件方面,由于核心硬件的通用性,所以设计者往往只需要改动很小的部分,摆脱大量繁琐的重复性研究设计,大大缩短了研制时间,节省研发成本。本文采用了PowerPC和DSP双CPU飞行器参数采集器的结构系统。以Freescale公司的MPC860为处理核心,进行模块化设计,根据电路的功能把发动机参数采集器硬件分解成CPU模块、参数采集调理模块航空电源模块、显示模块四部分。软件方面采用选用在航空领域当中有广泛应用的实时性操作系统VxWorks,可以方便的进行板级支持包的设计、调试和移植,这对于设计通用性参数采集平台具有重要意义。首先构建了通用性飞行器参数模型,并确定相应的硬件结构系统;分析几种常用的嵌入式操作系统,选出了一种适合于飞行器多参数采集系统。并给出了适合本文的通用性飞行器多参数采集系统总体设计方案。其次,设计了基于PowerPC的飞行器多参数采集系统的硬件结构和软件流程;并对采用VxWorks操作系统的飞行器参数采集器进行了设计,最后介绍VxWorks图形用户界面的设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 国内外发展状况
• 1.2.1 国外飞行器参数系统相关研究
• 1.2.2 国内飞行器参数系统相关研究
• 1.3 飞行器多参数采集系统简介
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 飞行器多参数采集系统的总体设计方案
• 2.1 飞行器多参数采集系统基本原理
• 2.2 通用性飞行器参数模型
• 2.3 系统主要硬件设计思想
• 2.4 系统主要软件设计思想
• 2.5 本章小结
• 第3章 飞行器多参数采集系统硬件设计
• 3.1 主控模块设计
• 3.1.1 主控CPU 模块
• 3.1.2 存储器电路
• 3.1.3 串行通讯接口电路
• 3.2 参数采集调理模块设计
• 3.2.1 A/D 转换电路
• 3.2.2 模拟信号输入
• 3.2.3 频率信号及离散信号输入
• 3.3 显示模块
• 3.4 航空电源模块
• 3.5 本章小结
• 第4章 飞行器多参数采集系统的软件设计
• 4.1 主系统控制模块
• 4.1.1 初始化模块
• 4.1.2 系统自检测模块
• 4.1.3 系统主循环处理模块
• 4.2 中断处理模块
• 4.2.1 83.3ms 中断处理模块
• 4.2.2 100ms 中断处理模块
• 4.2.3 RS-422A 中断处理模块
• 4.3 数据处理模块
• 4.3.1 模拟量输入模块
• 4.3.2 数据综合处理模块
• 4.3.3 数据输出处理模块
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于VxWorks 的飞行器多参数采集系统的实现
• 5.1 VxWorks 操作系统特点及组成
• 5.1.1 微内核与I/O 系统
• 5.1.2 文件系统与网络系统
• 5.1.3 板级支持包与目标代理
• 5.1.4 Tornado 开发集成环境
• 5.2 VxWorks 在参数采集系统上的移植
• 5.2.1 VxWorks 装入采集系统的过程
• 5.2.2 主控CPU 内核定义
• 5.2.3 系统的中断处理机制
• 5.2.4 系统的调试工具及调试方法
• 5.3 系统任务的划分与任务间信道机制的选择
• 5.3.1 软件系统实时任务的划分
• 5.3.2 实时任务优先级的划分
• 5.3.3 实时任务间信道机制的选择
• 5.4 飞行器多参数采集系统的页面显示设计
• 5.4.1 主页面的设计
• 5.4.2 故障信息页面的设计
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢