某飞行器数据记录器的优化设计

论文摘要

本文对某飞行器遥测数据记录器进行了优化设计。该记录器主要完成对某飞行器试验过程中多路动态参数以及飞行前各指令信号的测试,对这些参数进行采集、存储、编码,并且能够将数据信息长时间保持,用于事后回收读取数据。文章对原有数据记录器总体设计方案进行了分析,阐述了该数据记录器的组成原理与测试功能。数据记录器利用可编程逻辑器件FPGA实现了整个系统的控制逻辑,提高了系统的灵活性、可靠性以及集成度,以Flash Memory为存储介质,减小了系统的体积、延长了数据保存时间,而且还进一步提高了系统的可靠性,存储容量为128M字节,可全程记录飞行器上多路模拟信号以及指令信号。原有数据记录器存在采集精度低、体积庞大以及使用温度范围窄等缺点,针对上述缺点,对信号调理模块、采集时序等进行了优化设计。针对该数据记录器应用于高冲击过载的环境,并结合飞行器试验参数测试的要求,对原有数据记录器的内部结构进行了优化,降低了各个模块的高度,提高了数据记录器的抗冲击能力。本文对该设计中的关键技术作了说明,包括抗混叠滤波电路、系统的误差分析以及减小误差的一些措施。该优化后的数据记录器已经完成了正式产品的设计、生产,正处于试验阶段。该数据记录器符合任务书的要求,达到了规定的性能指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题的性质、来源
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国内研究现状
• 1.3.2 国外研究现状
• 1.4 论文的主要内容
• 2. 数据记录器方案的分析与优化
• 2.1 概述
• 2.2 原有数据记录器主要技术指标
• 2.3 优化后数据记录器主要技术指标
• 2.4 数据记录器总体设计及优化
• 2.4.1 原有数据记录器的设计
• 2.4.2 优化后数据记录器的设计
• 2.5 本章小结
• 3. 硬件电路与控制逻辑的分析与优化
• 3.1 信号调理模块的电路设计
• 3.2 采集控制模块的设计
• 3.2.1 硬件电路设计
• 3.2.2 控制逻辑设计
• 3.3 存储器模块的设计
• 3.3.1 硬件电路设计
• 3.3.2 控制逻辑设计
• 3.4 电源模块的电路设计
• 3.4.1 电源供电管理模块及线性稳压模块
• 3.4.2 锂电池充电模块
• 3.4.3 低温加热模块
• 3.5 本章小结
• 4. 机械结构的优化设计
• 4.1 整体结构设计
• 4.2 体积优化
• 4.3 电源管理模块层
• 4.4 存储器模块层
• 4.5 本章小结
• 5. 关键技术分析与设计
• 5.1 抗混叠滤波电路
• 5.1.1 LTC1569 简介
• 5.1.2 利用LTC1569 实现抗混叠滤波
• 5.1.3 实验结果分析
• 5.2 系统的误差分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文及完成的主要工作和取得的成果
• 致谢