嵌入式计算机PC-104在飞行控制系统中的应用.pdfVIP

嵌入式计算机PC-104在飞行控制系统中的应用 张小林 西北工业大学第365研究所 摘要该文介绍了嵌入式计算机PC-104在某小型飞行嚣飞行控制系统中的应用．详细介绍 了系统体系结构及各部分功能，提出几个技术问题及解决措施，并给出软件模块功能，流程匿， 以及各模块之闽的调度关系和实时性处理方法． 关键词PC-104飞行控制体系结构 ， 飞行过程是一个十分复杂的过程，不仅运算量大，管理设备繁多，而且并行程度高， 实时性强，同时控制系统要求体积小，重量轻，功耗低，这样对控制系统提出了很高的要 求。PC．104以其集成度高，功能齐全，处理速度快，功耗低等特点成为系统运行平台的 理想选择。 1 飞行过程控制描述 飞行过程控制包括： 飞行器姿态保持，航向保持及高度保持：与飞机系统、测量系统和伺服系统构成飞机 姿态、航向及高度稳定回路； 飞行控制律解算及飞行控制：在飞行过程控制采样周期内，完成控制律解算，并送往 伺服机构．控制舵机工作： 飞行模态管理：在飞行过程中，根据不同飞行阶段，不同任务需求，确定飞行器不 同飞行模态，并进行各模态之间的转换； 导航轨迹生成及优化：根据各种测量数据，GPS数据以及目标位置，自动生成飞行轨 迹，并进行优化； 飞行状态数据采集：采集飞行过程中各种数据，如电网电压，飞行器姿态角，舵机舵 偏角，燃油量，发动机转速等； 无线电数据链接口：接收地面发上来的遥控数据，并把编好的遥测数据发往地面： 测量数据处理：对一些高精度数据如大气数据等进行专门处理； 任务设备管理：根据飞行器工作状态决定任务设备工作状态； 任务规划及能量管理：根据不同飞行阶段，不同飞行区域，合理确定飞行轨迹，飞行 高度，飞行速度等，达到保存自己，节约能量的目的； 测控工程中的卫星的遥控指令发送程序中。在系统运行的几年中，CRC校验处理得到了 工程实践的验证，效果良好。 ． 参考文献 【1】奚忠方．快速CRC校验及其实现-微型机与应用，1989；(2)：43～45 【21王新梅，肖国镇编注．纠错码-原理与方法西安电子科技大学出版社，1991 作者简介 李奇工程师，中周电子科技策目公司第54研究所遥控专业部，现主要从事软件设计工作 故障诊断与系统动态重构，机内检测BIT：提高系统可靠性的一系列措施。 2系统设计 系统设计以PC-104为核心，根据系统要求配置适当的外围接121，如A／D，D／A，标 准串行口及数字110接口等。 2．1系统结构 CPU采用Super／DX4，主频100MHZ，内存8M，FLASH16M，两个标准RS．232串行 接口。系统结构如图1所示。 图1系统结构圈 各部分功能如下： PC．104卡：系统控制核心，完成飞行控制律解算及飞行控制，飞行模态管理，导航 轨迹生成及优化，任务规划及能量管理等。 回收控制：控制飞行器正常回收及异常情况回收过程，保证飞行器回收安全性。 A／D控制：采集飞行器飞行状态参数并进行转换，采用精度12位，非线性误差≤±lLSB 的ADl674。 D／A控制：对输出的数字量进行转换，并送给伺服机构，采用精度12位的DAC4815。 数字I／O控制：对一些开关量采集其状态，并输出开关量控制其它设备。 串行131：和无线电链路相接，接收上行信道送来的遥控信息，发送由CPU编好码的 遥测信息，RS．232标准，完全双工，波特率19200bps。 串行口扩展器：扩展四个串行口，分别与大气数据传感器，检测设备，任务设备等相 2．2需解决的几个技术问题 22．1PC-104总线驱动和隔离 由于系统中挂入总线的接121多，PC．104总线驱动能力不够，因此需加总线驱动，同 时为了预防扩展接口对PC．104的影响，在它1f3之间需进行隔离，如图2所示。 扩展地址