基于CompactPCI的ATP智能管理系统设计及应用

论文摘要

光电捕获跟踪与瞄准(ATP)系统是集光、机、电于一体的复杂系统,在靶场测量、光电对抗、跟踪瞄准、激光通讯等设备中有着广泛的应用。在光电捕获跟踪与瞄准系统中,智能管理分系统是整个大系统的操控中心和智能决策核心,它负责建立起各分系统设备间的数据交换通道,完成对各个分系统数据的采集、传输、处理、显示与记录;同时,智能管理分系统根据测角分系统数据和多传感器目标探测数据,实时融合得到目标轨迹,并控制ATP系统完成对目标的实时捕获、跟踪与测量任务。近年来,随着电子技术的飞速发展,ATP系统组成也越来越复杂,智能管理分系统也有了更多的新需求:更多的分系统接口、更快的数据传输和处理速度、更坚固可靠的机械结构、以及更良好的电磁兼容性等等。基于CompactPCI新型总线构建的智能管理分系统平台,能很好的满足这些新需求。本论文针对CompactPCI进行研究,对其总线特点、系统构架方法进行了相关的理论学习和研究。结合实际工程课题,对一个功能完整、接口复杂的典型智能管理分系统进行了功能需求分析,明确了外部接口关系以及分系统功能需求,提出分系统设计方案,并最终基于CompactPCI总线进行了智能管理分系统数据采集与处理板卡硬件设计和相关的驱动程序开发。基于新的硬件平台,进行了智能管理分系统应用软件开发,将Kalman滤波、数据融合等核心算法进行工程化应用,使ATP系统目标捕获和跟踪的智能化程度进一步提高。新的智能管理分系统平台,不仅稳定可靠,而且通用性好,可扩展能力强,具备很强的工程实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 技术现状及发展趋势
• 1.3 技术方式及结构
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 CompactPCI 总线构架
• 2.1 CompactPCI 总线的特点
• 2.1.1 高性能
• 2.1.2 坚固而紧凑的机械结构
• 2.1.3 无源底板和热插拔
• 2.1.4 后插面板
• 2.2 CompactPCI 总线的硬件构架
• 2.2.1 系统组成与硬件架构
• 2.2.2 基于 CompactPCI 总线构架的数据采集处理平台
• 2.3 本章小节
• 第三章 智能管理分系统功能需求分析及设计
• 3.1 ATP 大系统组成
• 3.2 智能管理分系统功能需求分析
• 3.3 智能管理分系统组成
• 3.4 智能管理分系统设计
• 3.4.1 主控计算机硬件配置
• 3.4.2 硬件设计实现
• 3.4.3 智能数据采集与处理卡
• 3.4.4 硬件设计特点
• 3.5 本章小节
• 第四章 智能数据采集与处理板卡硬件设计
• 4.1 处理电路的功能
• 4.2 PCI 接口电路
• 4.2.1 PCI 接口实现方案
• 4.2.2 PCI9054 的特点
• 4.2.3 PCI9054 的内部框图及通信方式
• 4.3 多路串行通信的实现
• 4.4 功率驱动接口
• 4.5 外部扩展I/O 的实现
• 4.6 本章小节
• 第五章 智能管理分系统软件设计
• 5.1 开发环境
• 5.1.1 操作系统平台
• 5.1.2 编程语言
• 5.1.3 开发工具
• 5.2 软件分层设计
• 5.3 Windows 2000 设备驱动程序
• 5.3.1 设备驱动程序概述
• 5.3.2 Windows 2000 设备驱动程序的工作原理
• 5.4 智能数据采集与处理卡驱动程序设计
• 5.4.1 驱动程序的主要功能
• 5.4.2 驱动程序的主要例程
• 5.4.3 错误检测
• 5.4.4 驱动程序的安装
• 5.4.5 驱动程序的调用
• 5.5 主控应用层软件设计
• 5.5.1 软件设计方案
• 5.5.2 显示界面
• 5.6 功能、算法模块设计
• 5.6.1 功能模块
• 5.6.2 数据处理算法模块
• 5.7 软件可重用性、可扩展性
• 5.7.1 重用性
• 5.7.2 可扩展性
• 5.8 本章小结
• 第六章 系统功能测试
• 6.1 接口卡硬件调试
• 6.2 ATP 电气系统平台搭建和调试
• 6.3 ATP 系统联合调试
• 6.3.1 正弦引导
• 6.3.2 动靶标跟踪
• 6.4 实验结果
• 6.4.1 正弦引导误差
• 6.4.2 动靶标跟踪误差
• 6.4.3 结论
• 6.5 本章小结
• 第七章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果