面向雷达天线平台的容错纠错策略及其FPGA实现

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1、第31卷2010年第11期11月航空学报ACTAAER()NAUTICAETASTR()NAUTICASINICAV01．31No．11NOV．2010文章编号：1000—6893(2010)11-2245-08面向雷达天线正厶_r口的容错纠错策略及其FPGA实现熊静琪，范守文(电子科技大学机械电子工程学院，四JII成都611731)StrategyofFaultToleranceandFaultRectificationforRadarAntennaPlatformsandItsFPGAImplementationXiongJingqi，FanShouwen(

2、SchoolofMechatronicsEngineering，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu611731，China)摘要：针对雷达天线平台可能出现的传感器故障，提出了一种容错纠错策略。如果雷达天线平台周围的3条驱动腿中的某一个传感器发生故障，则可根据空间闭链机构约束，由其他正常工作驱动腿的传感器和中间从动腿的冗余传感器的测量值计算出故障传感器的应测值。推导了对应的位移传感器故障的容错重构算法，研究了基于现场可编程门阵列(FPGA)的上述容错策略的硬件实现方法。通过引入坐标旋转

3、数字计算(C()RDIC)算法使得FPGA运算中只需进行基本的移位和加／减操作；设计了基于FPGA的循环高速流水线处理器结构，使得重构算法的在线计算速度大大提高。仿真模拟了突变型传感器故障，结果表明，所提容错纠错方案能有效地保证雷达天线平台运行的安全性和可靠性。关键词：雷达天线平台；容错；纠错；现场可编程门阵列；重构中图分类号：V243．2；TP242文献标识码：AAbstract：Afaulttoleranceandfaultrectificationstrategyforsensorfaultsofradarantennaplatforms(RAPs)isp

4、resented．IffaultOccursinoneofthesensorsofthethreedrivinglegs，therealvalueofthefaultsensorcanbecomputedbythedetectedvalueofthesensorsoftheothertwodrivinglegsandthepassivelegredundantsensor，utilizingthespatialclosedchainconstraintrelationship．Correspondingalgorithmsoffaulttolerancereco

5、nfigurationfordisplacementsensorsarederived．Ahardwareimplementationapproachforthestrategyoffaulttoleranceandfaultrectificationisstudiedbasedonfieldprogrammablegatearray(FPGA)，which，byintroducingthecoordinaterotationdigitalcomputer(CORDIC)algorithm，onlyrequiresbasicshiftingandaddition

6、／subtractionoperationinFPGAcomputing．Highspeedpipelineprocessorstructureisdesignedforthealgorithm，whichgreatlyenhancestheonlinecomputingspeedofthereconfigurationalgorithm．Simulationofthestrategyisconductedbyemulationofanabrupttypesensorfault．Simulationresultsshowthatthepro—posedstrat

7、egyoffaulttoleranceandfaultrectificationcanguaranteethereliabilityandsafetyofRAPsystemeffectively．Keywords：radarantennaplatform；faulttolerance；faultrectification；fieldprogrammablegatearray；recon—figuration现代机电产品正变得越来越复杂，在对机电产品功能和性能要求越来越高的同时，对其安全性和可靠性的要求也越来越高。高可靠性一直是机电产品追求的目标，而在航空、航天、

8、核电、军事等工作条件恶劣