毕业设计（论文）-基于fpga的航空设备综合检测仪

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1、南昌航空大学学士学位论文1绪论1.1引言随着新技术的发展，航空维修检测技术经历了从原始的五官检测到现今的机内自检测、自诊断技术与人工智能测试的过程。在这个过程中，机载设备日益增多，航空装备日趋复杂，比如现今飞机在电气控制中大量采用电磁阀、电动机构、控制活门等控制设备，分别用于操纵、燃油、环控等系统中。这些设备的起动电压、工作电压、门限电压以及各状态下的电压和电流值等性能参数在其安全范围内能保证飞机安全飞行，但性能指标一旦超出安全范围，如果不能被及时检测并更换设备，将会干扰和危害飞机的飞行控制、通信导航等系统，降低设备的带负载能力，严重时会导致飞机失灵，从而酿成不可挽回的重大飞行事故。所以设备性

2、能参数超标与否是威胁飞行安全的重要因素之一，并受到越来越多机务维护工作者的关注。在高技术条件下，为了及时、准确、定性的判断设备性能参数超标与否，需要研制一种切实可行的航空设备检测方法，设计一种客观、准确、快速、方便的航空设备综合检测仪。而航空设备综合智能检测仪必须有一个与所有被测设备均能相互连接的复用接口，本文就对航空设备综合检测仪复用接口进行了分析，设计了一种航空设备综合检测仪的复用接口。通常航空设备综合检测仪的复用接口的控制电路由传统的集成电路组成，因此带来了体积大、成本高、可靠性低等缺点，本文采取了VHDL硬件描述语言[1]设计了一种基于FPGA的航空设备综合检测仪的复用接口。本设计的特

3、色就在于使用了VHDL硬件描述语言。大概来说，VHDL语言具有如下优点：可读性强、可移植性强、与工艺无关、覆盖面广、成本低、具有多层次描述功能。VHDL语言硬件描述能力强，设计效率高，具有较高的抽象描述能力。设计的原始描述可以非常简练，经过层层加强后，最终可成为直接付诸生产的电路或版图参数描述。其使用期长，不会因工艺变化而使描述过时，因为VHDL的硬件描述与工艺无关，当工艺改变时，不必像电路原理图一样要重新设计而造成资源浪费，只需修改相应程序中的属性参数即可。一般来说，一个大规模的设计很难由一个人独立完成，必须将设计任务分解为各个模块，再由多人共同承担相应模块的设计任务，而VHDL支持大规模设

4、计的分解和已有设计的再利用，这就为大规模设计提供了很大的方便。在使用VHDL语言时，应该注重理解其三个精髓：软件的数据类型与硬件电路的唯一性、硬件行为的并行性决定了VHDL的语言的并行性、软件仿真的顺序性与硬件行为的并行性。68南昌航空大学学士学位论文1.2航空设备检测技术简介检测技术[14]是一门科学，是航空维修工程技术的重要组成部分。维修检测技术的发展，直接影响到维修思想、维修方式，甚至维修体制的变革。检测是应用一定手段(检测设备、工具和方法)，按照一定的标准，对装备的状况进行判断的过程。航空技术装备的检测是维修性设计的极为重要的组成部分。按照检测目的，通常划分为鉴定性检测、诊断性检测和预

5、防性检测。检测如按发展过程又可分为离位检测、原位检测、故障机内检测、综合测试与维修系统，以及人工智能专家系统。另外，无损检测也是检测中的一项重要技术，它是针对航空技术装备中材料方面的裂纹故障和缺陷故障而使用的一项检测技术。无损检测现在主要使用的技术手段可分为超声波、磁粉、电涡流、渗透、X射线等。这几年有些公司又采用了激光全息照相技术、超声C扫瞄和连续运动X射线照相设备。超声C扫瞄比非自动化设备效率高10倍，连续运动X射线照相设备比静止的高4倍，而全息照相设备还可以检查复合材料面板与夹芯之间的胶接质量。随着科技的日益发展，航空测试新技术更是接踵而来。比如新型传感器技术就有智能传感器、光纤传感器、

6、机器人传感器以及磁传感器和红外传感器。还有新发现的声、光、磁方面的最新技术手段都可用与测试领域。总之现代测试领域的技术综合利用了各种高技术成果，诸如低功耗高速高密度器件，大容量存储器件、人工智能器件、容错芯片、高性能微处理机，内有丰富控制程序与选进控制算法的数字式控制器以及激光与光纤技术等。在这些高技术产品为基础上,还发展了先进的传感器技术、人工智能技术以及动态实时建模技术。不久，现代测试系统将是一种非常灵活的系统，可按需要随意组配成大、中、小型系统，而且其应用将深入到各个领域。1.3课题研究内容及方案随着人类对太空领域的不断探索，对航空设备的要求也越来越高。在航空领域中，任何疏忽都会造成重大

7、损失甚至人员伤亡。纵观诸多因素，除对操作者素质的要求比较高之外，对智能仪器的依赖也十分大。因此，具有体积小、成本低、可靠性高等特点的设备越来越受到人们的青睐，尤其是可靠性和体积方面。鉴于此，本文提出了一种基于FPGA航空设备综合检测仪复用接口的设计方案。虽然，该复用接口只是航空检测仪的一部分，但因为设计的接口多样而使工作变得繁重。本文复用接口集成在单芯片中，68南昌航空大学学士学位论文包括了普通设