飞机DCBPCU及其可靠性技术研究

论文摘要

DCBPCU是飞机自动配电系统的控制核心,本文在实现其强大控制功能研究的基础上,进一步开展了对提高其可靠性的研究。本文研究的重点,是对DCBPCU的容错技术从相似双余度技术到非相似双余度技术的改进,双余度体系采用的是热备份技术,故障裁决采用的是由互相裁决和第三方裁决共同组成的方案。本文从硬件和软件两个方面对双余度技术进行了改进,硬件方面,从完全相同结构的CPU控制板改为不同结构的CPU控制板;软件方面,从完全相同的编程语言改为不相同的编程语言,整体上达到消除因产生共性故障而使系统崩溃的目的。本文从控制系统的功能,硬件结构,软件流程等方面详细地说明了整个系统的实现和关键技术。其次,本文对系统的可靠性进行了数值分析。引入了贝叶斯理论原理,结合传统的故障树分析建模方法,建立了单个元器件对整个DCBPCU系统可靠性影响大小的故障模型,给出了MTBF与故障概率的函数关系,为进一步对整个配电系统可靠性分析提供了思路和方法。最后,为提高飞机DCBPCU系统通讯的可靠性,将对光纤通讯的研究提上了日程。在本文中,主要介绍了光纤通讯的基本原理、单收单发电路元器件的选取和整个电路模块的实现,给出了相关原理图和系统实物图。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 飞机配电系统的发展和国内现状
• 1.2 飞机配电系统的可靠性分析
• 1.3 光纤通讯的发展和应用
• 1.4 本文主要研究的内容
• 第二章 飞机DCBPCU 设计
• 2.1 DCBPCU 实现的主要功能和结构
• 2.1.1 DCBPCU 实现的功能
• 2.1.2 DCBPCU 总体结构
• 2.2 控制系统采用的容错技术
• 2.2.1 容错技术
• 2.2.2 相似余度与非相似余度
• 2.2.3 本系统采用的具体方案
• 2.3 DCBPCU 采用的故障裁决方案
• 2.3.1 双控制板间的相互裁决
• 2.3.2 第三故障裁决方
• 2.4 控制系统总体硬件设计
• 2.4.1 ARINC429 通讯电路设计
• 2.4.2 基于TMS320F240 的CPU 板设计
• 2.4.3 基于TMS320F2812 的CPU 板设计
• 2.4.4 输入接口板的设计
• 2.4.5 输出接口板的设计
• 2.4.6 电源板的设计
• 2.5 DCBPCU 软件设计
• 2.5.1 系统总体流程和自检测流程
• 2.5.2 过程运行流程
• 2.6 本章小节
• 第三章 飞机DCBPCU 贝叶斯建模分析
• 3.1 贝叶斯统计与贝叶斯网络
• 3.1.1 贝叶斯统计
• 3.1.2 贝叶斯网络
• 3.2 基于贝叶斯原理的飞机配电系统的可靠性评估
• 3.3 飞机DCBPCU 建模与数值计算
• 3.4 本章小节
• 第四章 光纤通讯
• 4.1 光纤通讯及其原理
• 4.2 光纤通讯电路元器件选取
• 4.2.1 光发送端机
• 4.2.2 光接收端机
• 4.2.3 电路实物图
• 4.3 本章小节
• 第五章 实验结果与分析
• 5.1 实验环境介绍
• 5.2 DCBPCU 实验结果与分析
• 5.3 光纤通讯实验结果与分析
• 5.4 本章小节
• 第六章 全文总结和展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文