数传接收机故障诊断仪设计与实现

论文摘要

在复杂的雷达电子系统中,火控中心和武器系统的连接由数传系统实现。数传接收机是数传系统的关键组成部分,是控制器与终端设备速度传感器的通信中转设备;它将通信控制器发送的控制命令转换为控制参数与控制信号,并将其送往终端设备;同时完成终端设备上传的速度信号测试,将测试结果送往通信控制器。传统上,维修单位采用人工检测和调试数传接收机,该方法花费时间长,效率低,精确度差,故障检测和判断与维修工作人员的熟练程度有着密切的关系,这些问题给数传接收机的推广和使用带来困难。因此,本文研究了一种使用简单、可快速检测数传接收机故障的检测设备。数传接收机故障诊断仪采用TI公司的OMAP处理器、嵌入式Linux操作系统,通过对数传接收机控制信号的测试,包括方位角、高低角、直流电源、交流电源、初速度、命令字信号,对故障进行检测,将故障定位于板卡或模块,以方便故障板卡和模块的更换或维修。本文首先介绍了数传接收机,给出了故障诊断仪的开发需求;其次,阐述了诊断仪的信号处理算法,包括正弦信号频率和幅度估计,三相信号角度估计,正弦信号去抖动方法;再次,设计了故障诊断仪的软件方案,包括图形显示子系统、控制子系统、信号处理子系统和数据上传子系统;最后,给出了测试平台和测试方法,测试结果显示诊断仪可以对数传接收机故障进行正确诊断。本文给出的数传接收机故障诊断仪具有针对性强、体积小、功能完善、适应性好和操作简单的特点,能满足数传接收机板卡级故障诊断定位的特殊使用要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 论文结构及内容安排
• 第二章 需求分析
• 2.1 引言
• 2.2 测试对象
• 2.2.1 被测设备
• 2.2.2 被测接口与信号
• 2.3 TOC 故障诊断仪功能需求
• 2.3.1 系统功能
• 2.3.2 故障诊断仪与被测设备连接方式
• 2.4 硬件需求
• 2.5 软件需求
• 2.6 小结
• 第三章 TOC 故障诊断仪概要设计
• 3.1 引言
• 3.2 TOC 故障诊断仪基本原理
• 3.3 开发平台
• 3.3.1 嵌入式Linux 操作系统
• 3.3.2 图形用户界面平台
• 3.4 硬件架构
• 3.4.1 显示控制和信号处理
• 3.4.2 数据采集
• 3.5 软件结构
• 3.5.1 软件组成
• 3.6 子系统间通信
• OAM 与接口板FPGA 通信'>3.6.1 ARM_OAM 与接口板FPGA 通信
• 3.6.2 DSP 与控制板FPGA 通信
• OAM 与控制板FPGA 通信'>3.6.3 ARM_OAM 与控制板FPGA 通信
• OAM 交互'>3.6.4 DSP 与ARM_OAM 交互
• 3.7 小结
• 第四章 TOC 故障诊断仪算法
• 4.1 引言
• 4.2 正弦信号的幅度和频率估计
• 4.2.1 正弦信号幅度测量技术
• 4.2.2 正弦信号频率测量技术
• 4.2.3 均方值法正弦信号幅度估计
• 4.2.4 过零检测频率估计
• 4.2.5 最大似然估计法对幅度和频率的估计
• 4.2.6 算法仿真与结果分析
• 4.3 方位角与高低角的估计
• 4.3.1 角度估计
• 4.3.2 角度测量仿真结果
• 4.4 其它
• 4.4.1 直流信号幅度估计
• 4.4.2 信号去抖动
• 4.5 小结
• 第五章 TOC 故障诊断仪详细设计
• 5.1 引言
• 5.2 显示控制子系统
• 5.2.1 子系统架构
• 5.2.2 界面的总体布局
• 5.2.3 界面详细设计
• OAM'>5.2.4 控制程序子系统ARM_OAM
• 5.3 信号处理子系统
• 5.3.1 开发工具介绍
• 5.3.2 信号处理子系统组成
• 5.3.3 读取采样周期函数
• 5.3.4 信号处理软件中断模块
• 5.3.5 信号处理模块
• 5.4 FPGA 子系统
• 5.4.1 接口板FPGA
• 5.4.2 控制板FPGA
• 5.5 小结
• 第六章 测试结果与分析
• 6.1 引言
• 6.2 测试平台
• 6.2.1 故障诊断仪及附件
• 6.2.2 接口定义
• 6.3 测试方法与原理
• 6.3.1 连接方式
• 6.3.2 测试步骤
• 6.3.3 检测标准
• 6.4 测试遇到的问题及解决方法
• 6.5 测试结果与性能分析
• 6.5.1 电源测试
• 6.5.2 方位角测试
• 6.5.3 高低角测试
• 6.5.4 初速度测试
• 6.5.5 命令字测试
• 6.5.6 结果分析
• 6.6 小结
• 第七章 结束语
• 7.1 本文主要贡献
• 7.2 下一步工作建议
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间的研究成果