基于FPGA和DSP的非相似双余度数字式前轮转弯控制盒设计-论文.pdf

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1、第34卷第4期西华大学学报(自然科学版)2015年7月Vo1．34，No．4Ju1．2015JournalofXihuaUniversity(NaturalSconce)·机电工程·基于FPGA和DSP的非相似双余度数字式前轮转弯控制盒设计詹／岳翔口(四川凌峰航空液压机械有限公司，四川广汉618300)摘要：为防止相似余度系统的共性故障雪崩式损害的发生，设计了一种非相似双余度数字式前轮转弯控制盒。该控制盒由FPGA控制器和DSP控制器组成。通过运用FPGA，减少了器件数量，提高了产品集成度和可靠性；通过FPGA控制器与DSP控制器的数据交换和同步输出，避开了因非相

2、似软件不同而带来的设计难点，降低了开发难度和成本。该设计中的数据交换和同步运行设计方法与技巧，为其他控制盒的设计提供了参考。关键词：FPGA；控制器；非相似；双余度中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1673—159X(2015)04—0032—05doi：10．3969／j．issII．1673—159x．2015．04．007ADesignofDissimilarDualRedundancyDigitalSteeringControlBOXBasedonFPGAandDSPZHANXiang(AVlCSichuanLingFengAviationHy

3、draulicCo．Ltd．，Guanghan618300China)Abstract：Inordertopreventthesimilarredundantsystemoccurringcommonfaultavalanchedamage，thedissimilardualredun—dancydigitalsteeringcontrolboxisdesigned．ThecontrolboxiscomposedofFPGAcontrollerandDSPcontroller．ThroughtheuseofFPGA，thedevicenumberissimplif

4、ied，andtheproductintegrationandreliabilityareimproved．ThroughFPGAandDSPcontrollerofdataexchangeandsynchronizationoutput，thedesigndifficultiesduetothedifferentandsimilarsoftwareisavoided，thedevelopmentdificultyandcostarereduced．Methodandskillofthepresenteddataexchangeandsynchronousoper

5、ationprovideanewideaforthedesignofthecontrolbox．Keywords：FPGA；thecontrolbox；dissimilar；dual—redundancy数字式电传前轮转弯防摆系统(以下简称转弯压阀、执行机构和反馈传感器等组成，如图1所示。系统)主要用于对飞机地面滑行阶段的方向控制，飞机在地面滑行阶段，轮载开关接通，驾驶员按下防止前起落架出现摆振。当前转弯系统大多采用转弯开关，控制盒收到轮载信号和转弯信号后，接DSP作为主控制器控制前轮转弯。其软件是串行运通电磁阀和伺服阀控制回路，控制转弯系统进入转行，执行速度和效

6、率较低，有时甚至会出现程序跑弯状态。此时驾驶员蹬动脚蹬或操纵手轮，通过指飞、死循环、复位不可靠等缺陷]。为此，本文采用令传感器发出前轮转弯指令信号，控制盒根据装在FPGA作为主控制器，各功能由硬件并行处理。这执行机构或前轮上的反馈传感器获得前轮实际转既提高了执行速度和效率又提高了软件的可靠性。角并与指令信号比较。根据飞机实际控制律，控制伺服阀开口方向和大小，进而驱动执行机构动作，l转弯系统保证飞机正常转弯，同时控制盒通过总线和开关信号向机上其他设备上报工作状态。当转弯系统检转弯系统一般由指令传感器、控制盒、组合液收稿日期：2015一o4—29作者简介：詹翔(198

7、1一)，男，工程师，学士，主要研究方向为飞机电传前轮转弯防摆系统。E—mail：zhanxiang_001@163．com第4期詹翔：基于FPGA和DSP的非相似双余度数字式前轮转弯控制盒设计33测出故障时，控制盒立即关断电磁阀和伺服阀控制当轮载开关和转弯开关任一未接通时，转弯系统处回路，使转弯系统处于防摆状态，并上报故障信号。于防摆状态。图1前轮转弯系统框图一任务的热运行之中，即2个余度通道同时完成相2控制盒方案选择同的转弯控制和故障检测)的故障一安全策略的非目前控制盒都采用双余度设计。由于相似余相似双余度控制盒设计方案。度系统采用完全相同的硬件和软件组成，无法

8、抗拒为满足