基于TMS320VC33平台的飞行控制软件设计

论文摘要

现代导弹系统要求系统反应时间短、处理信息量大、精度高、具有全方位作战能力。这就要求弹上计算机系统具有可靠性高、反应时间短、通信速率快、处理及时、连线简单等特点。中心信息处理器是弹上计算机系统的核心,采用了TI公司TMS320VC33芯片作为数字信号处理器,其装入飞行控制软件后,在导弹飞行过程中承担与各弹上设备通信、实现制导控制系统模型计算、形成舵控制指令信号、实时控制导弹飞行的任务。本文描述了项目背景和应用价值;阐述了中心信息处理器的功能;详细介绍了中心信息处理器的系统原理和方案选型;简介了中心信息处理器的硬件设计;主要论述了飞行控制软件的设计和试验验证情况,以及对关键问题的分析和解决。本文涉及的弹上计算机系统,采用了分布式集中控制,以中心信息处理器为中央节点,其余每个设备节点通过点对点连接到中央节点,任何两节点之间的通信都通过中央节点进行。中心信息处理器选用带有大缓冲器的智能型串口通讯控制器件来支持与弹上其它设备的高速率点对点串行通讯,从而将其对弹上设备的通信传输管理转变为对各串口通讯器件的缓冲器的存取。各设备与中心信息处理器的通信速率可按要求独立设置,独立地按照全双工模式工作,总体上大大地提高了整个信息传输系统的信息传输率,减少了中心信息处理器与弹上设备交换信息的资源占用,实现了高速接收和发送的功能,提高了整个系统的性能价格比。在研制过程中,本人负责飞行控制软件控制回路计算中两个模块的程序设计;参与了飞行控制软件主控模块程序设计,以及中心信息处理器系统方案论证、性能指标分析和测试验证;独立解决了大容量目标码转换、数据表占双倍存储区域、程序执行时间测量、快速查找数据表等关键问题。飞行控制软件经过一年多的设计调试、半实物仿真等地面试验验证以及第三方测评,现已在飞行试验中的使用,取得了良好成效,达到了研制要求和预期的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 背景
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 项目目标及论文内容
• 第二章 中心信息处理器的系统原理和方案选型
• 2.1 中心信息处理器的系统原理
• 2.2 中心信息处理器方案选型
• 2.2.1 DSP 选型
• 2.2.2 弹上设备信息系统传输方案选择
• 第三章 中心信息处理器的硬件设计
• 3.1 中心信息处理器的硬件结构
• 3.2 中心信息处理器信息处理模板
• 3.2.1 DSP 模块
• 3.2.2 并行通信模块
• 3.2.3 D/A 模块
• 3.2.4 A/D 模块
• 3.2.5 串行通信模块
• 3.2.6 开关量模块
• 3.2.7 存储器模块
• 第四章 飞行控制软件的设计
• 4.1 主控模块
• 4.1.1 初始化及设备自检子模块
• 4.1.2 开关量输入子模块
• 4.1.3 执行机构控制子模块
• 4.1.4 敏感元件数据处理子模块
• 4.1.5 测试数据输出子模块
• 4.1.6 弹地通信子模块
• 4.1.7 架上零位计算子模块
• 4.2 控制回路计算模块
• 4.3 关键问题分析和解决
• 4.3.1 大容量目标码转换
• 4.3.2 高速、高可靠性全双工串行通信
• 4.3.3 查表定位算法研究
• 4.3.4 查表数据占双倍存储区域解决
• 4.3.5 软件运行时间测试方法研究
• 第五章 试验结果
• 5.1 试验准备
• 5.1.1 试验环境搭建
• 5.1.2 辅助测试设备软件设计
• 5.1.3 试验目的
• 5.2 试验结果
• 5.2.1 软件计算精度测量
• 5.2.2 软件运行时间测量
• 5.2.3 软件占用存储空间测量
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献