机载远程智能接口数据集中器研究与实现

文章研究目的是研究新一代飞机机载计算机中具有通用化、标准化的远程智能接口数据集中器,以满足新一代飞机综合化航空电子系统要求;文章首先描述了远程智能接口数据集中器功能原理,然后重点介绍了AFDX网络通信、高速模拟信号采集、小信号处理、大功率控制、接口控制软件设计等远程智能接口关键技术,最后给出远程智能接口数据集中器具体实现;机载远程智能接口数据集中器已经在新一代飞机综合航电系统通过系统验证,试验结果证明远程智能接口数据集中器实现了各种传感器信息就近采集、及时进行数据转换和驱动输出控制的功能要求。     

基于AFDX总线的飞机状态监控模块设计

为了实现飞机状态监控模块对机载高速AFDX总线网络海量数据的监控需求,分析机载网络构型,并从数据帧处理、文件管理和用户接口等几个方面对状态监控模块进行设计,通过中断和分级任务的相互配合,提出了两级筛选、三级缓冲的机制;使用专用地面数据分析工具对监控数据进行分析,结果表明此状态监控模块能够确保监控数据的实时捕获、处理和存储;经过验证,使用两级筛选、三级缓冲的机制设计的状态监控模块,可针对不同的任务配置不同的监控需求,能够实现飞机状态监控功能,符合设计要求,运行稳定。     

数据采集器的可测性设计与评估

针对数模混合系统的快速诊断维修问题,以数据采集器作为对象,研究典型数模混合系统的可测性设计及评估;文章首先介绍了两种先进的可测性设计技术:边界扫描技术和内建自测试技术;以某数据采集系统为对象,阐述其关键性能指标,并依据“分块设计”的方法分析了系统各个测试模块的故障类型和采用的可测试性设计方案;最后,利用TEAMS软件建立了数据采集系统的基于多信号流的模型,经计算及仿真对比了可测性设计前后的测试性设计指标;仿真结果表明,增加可测性设计,可以提高电子系统的故障检测率和隔离率,但要增加测试代价,并在一定程度上降低系统的可靠性。     

四轮独立驱动电动车控制系统FlexRay通信网络的设计与实现

四轮独立驱动电动汽车控制系统对通信确定性有更高的要求。基于汽车总线开发V模式流程,从四轮独立驱动控制系统通信需求出发,设计其FlexRay通信网络;采用Network Designer生成网络数据库,导入到CANoe.FlexRay软件对网络进行了全仿真、半实物仿真,验证了所设计的FlexRay通信网络的协议参数的正确性,最后将该网络用于样车中;实验结果表明,所设计的FlexRay通信网络完全可用于四轮独立驱动电动车控制系统,具有较高的可靠性、确定性及实时性,能够满足控制系统的通信需求。     

基于PCI接口外系统等效器的设计

针对平台、速率陀螺与测量系统的接口应用,提出了基于PCI总线的外系统等效器设计;该系统以FPGA为中心控制器,其通过PCI接口与上位机进行通信,可以实时接收上位机发送的命令,并且能产生测量系统所需的各种测试信号;系统依靠FPGA的高程可控性以及VHDL语言的超强灵活性,可靠地完成4路28 V、17 kHz平台力矩电流以及2路+15 V、+5 V电压采集信号的产生与传输;通过与测量系统的连接测试,结果显示系统工作正常,各项功能指标均满足测试要求。     

基于CAN总线网络控制系统的混合调度算法研究

文章以CAN总线为研究对象,在网络控制系统中,经过对原有动、静态调度算法及采用分级调度机制的混合调度算法(MTS)的分析和研究,提出了一种改进的混合调度算法IMTS;在IMTS算法中,采用动态调度算法LLF或EDF来调度硬实时性消息;采用静态调度算法DM,并分别结合RM算法或先来先服务策略来调度软实时性消息和非周期非实时性消息;最后利用基于Matlab/Simulink仿真环境下的TrueTime-1.5工具箱分别对一般的MTS算法和改进的IMTS算法进行仿真比较,分析了IMTS算法对网络控制系统性能的影响,该算法取得了较理想的调度效果。     

基于贝叶斯网络的认知引擎设计与重配置

以往的通信行为指导系统未来通信, 以满足用户需求并适应环境变化, 是认知无线电系统的核心所在, 为此提出了一种基于贝叶斯网络的认知引擎, 用于解决在复杂多变的电磁环境与用户需求条件下, 认知无线电系统参数自适应调整的问题. 通过对系统过去通信行为样本数据, 进行结构学习和参数学习建立认知引擎, 将系统当前环境状态和用户需求信息经预处理作为推理的证据, 应用引擎决策出系统此时最佳的工作参数, 完成系统参数重构. 本文利用OPNET工具建立一个移动无线网络完成仿真实验, 仿真结果表明该认知引擎能有效地使移动无线网络适应环境变化, 改善端到端通信性能, 进一步验证了建模方法的可行性.     

交通流驱动的含权网络

文章对含权复杂网络研究的最近进展给予了评述,特别报道了文章作者最近提出的一个交通流驱动的含权技术网络模型.这一模型能够同时给出网络连接度分布的幂函数律、网络强度分布的幂函数律、网络权重分布的幂函数律,以及高聚集性和非相称混合性等五大特征,因此成功地刻画了真实技术网络的无尺度性质和小世界效应.     

交通流驱动的含权网络

文章对含权复杂网络研究的最近进展给予了评述，特别报道了文章作者最近提出的一个交通流驱动的含权技术网络模型。这一模型能够同时给出网络连接度分布的幂函数律、网络强度分布的幂函数律、网络权重分布的幂函数律，以及高聚集性和非相称混合性等五大特征，因此成功地刻画了真实技术网络的无尺度性质和小世界效应     

基于XMC4500的汽车CAN网络检测卡设计

CAN总线作为车用网络的主要应用总线技术,通过CAN总线获得汽车运行时的实时数据成为汽车电子系统研发、维修及故障分析的主要手段;在对传统CAN总线检测卡分析及研究的基础上,为了使移动PC更加便捷地分析及记录汽车CAN网络中的数据,使基于串口通讯的系统及应用软件能够方便地继承使用,设计了基于XMC4500单片机的汽车CAN网络检测卡;实现了将汽车CAN网络中的数据通过USB端口虚拟的高速串口传输至上位机、实时备份相关数据到Micro SD卡中的功能;实验数据显示在最高1 000 kb/s的传输速率下,能够100%正确接收及存储相关数据,满足对该卡实时性和可靠性的要求。     

基于PCI总线的红外探测器图像数据采集系统设计与实现

红外成像探测系统在调测过程中,通常需要完成探测系统输出图像和辅助信息的采集、保存和分析;根据红外成像探测系统输出信息的特点,文章介绍了基于PCI总线技术的红外探测器图像数据采集系统的软硬件设计方法和实现方案,解决了多种分辨率红外图像的实时数据采集、显示和储存问题;系统通过接受320*256以及640*512分辨率的图像进行测试;经过测试表明:通过使用DMA方式,PCI总线读取速率达到了49.0 MByte/s,可以准确无误地对多种分辨率红外图像和辅助信息进行高速实时采集,满足测试系统的使用需求,为红外成像探测系统的调测提供了坚实的基础。     

机载远程数据集中器协议转换方法研究

针对机载远程数据集中器(RDC)的数据转换功能,在对ARINC429和AFDX两种机载数据总线分析的基础上,提出了一种基于配置信息中虚拟链路(VL, Virtual Link)与ARINC429数据标号的适配关系的数据转换方法。对RDC功能需求进行分析并给出整体设计方案,采用模块化设计并对各模块功能进行了详细的介绍,其中配置信息模块的应用增加了RDC数据转换功能的灵活性。在新型航电系统架构下,通过对RDC之间基于VL的通信过程中的数据转换过程进行仿真和分析,验证此方法的可行性。协议转换方法的研究为RDC的整体功能仿真研究奠定了基础。     

飞行试验测试采集的AFDX总线检测分析技术研究

在航空产品的航电系统跨代升级中,AFDX总线数据的检测分析是飞行试验对航空产品航电系统进行科研鉴定的一项重要技术手段,针对复杂航空电子环境下的采集记录的AFDX总线数据的多类、随机性等特点,提出了AFDX总线消息识别、帧检测、丢包检测分析方法及实现技术,并结合采用了AFDX总线周期检测分析算法,设计了AFDX总线的检测分析技术,实现了飞行试验AFDX总线的检测分析,最后在某试验机AFDX总线飞行试验测试中进行了应用,试验表明该AFDX总线检测分析技术满足飞行试验对航电系统进行科研鉴定的需求。     

基于BU-64843的MIL-STD-1553B 总线远程终端的设计

为了研究MIL-STD-1553B总线协议在某航空机载设备中的使用方法,提升1553B总线远程终端的性能,通过分析1553B总线的结构和特点,提出了采用DSP作为处理器,以BU-64843作为协议芯片实现远程终端（RT）的方案,并进行了硬件和软件的详细设计。相比传统以BU-61580为协议芯片的RT,简化了硬件设计,提高了数据处理能力。对设计的RT进行了1553B总线消息的接收、发送测试,结果表明其能够可靠地实现总线数据的传输,在高性能嵌入式设备的研制中具有一定的工程应用前景。     

基于EtherCAT总线的串联型分布式数据采集系统设计

针对海洋工程实验室现场数据采集过程中,数据量大、测点分散、实时性要求高、数据种类不一致的问题,设计了一种基于实时工业以太网EtherCAT总线的串联式数据采集系统。从整体结构、工作原理、主站软件和从站软硬件方面详细介绍了系统的方案设计。在实验水池中,通过采集实际波浪信号对数据采集系统进行了测试。结果表明,系统性能稳定,精度高,实时性好,为分布式数据采集监控系统的研究提供了应用和技术上的参考。     

基于CAN总线的遥测数据处理模块软件设计

随着飞行器电子综合化技术的发展,数据总线在飞行器中得到大量应用。为满足某飞行器总线系统测量的需求,本文设计了一种基于CAN总线的遥测数据处理模块。硬件部分主要由CAN总线驱动器模块、DSP数字信号处理模块、FPGA逻辑处理模块组成。软件设计包括TMS320F28335的初始化,CAN总线数据处理和外部中断处理三部分。该模块用于某飞行器双路CAN总线数据的采集及处理,并经过了多次飞行试验验证。该模块简化了系统设计,实现了高速、可靠的CAN总线遥测数据处理。     

基于PCIe接口的千兆AFDX TAP卡设计与实现

近年来,大通信量使得机载网络对带宽的需求逐渐增长,目前的10/100 Mbps传输速率已经不能满足需求,故千兆AFDX技术研究急需开展;基于千兆AFDX网络,对TAP卡设计和实现进行了研究;通过系统设计和详细设计对设计过程中的问题进行分析,提出了一种基于FPGA的TAP卡设计方法;模拟不同的网络情况对设计进行了验证;结果表明该设计可以正确反映网络细节,能够给网络级调试带来了极大的便利。     

基于非成像原理设计的太阳能聚光镜

针对传统聚光系统聚光倍数较低并且需要复杂跟踪装置及机电控制的弊端,对能否实现静态大角度接收太阳光的光学聚光元件进行了研究和设计.利用非成像原理及边缘光线原理进行编程建模,设计了折射式及折反射式的太阳能聚光镜,可满足大角度的入射及出射范围.通过光学软件ZEMAX以不同入射角度进行模拟.模拟结果表明,大角度静态接收的聚光元件是可以实现的.