惯性平台系统稳定回路冗余设计及切换技术研究

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1、硕士学位论文惯性平台系统稳定回路冗余设计及切换技术研究RESEARCHONREDUNDANTDESIGNANDSWITCHINGFORSERVOLOOPOFINERTIALPLATFORM李洪伟哈尔滨工业大学2016年7月国内图书分类号：V448.11学校代码：10213国际图书分类号：623密级：公开工学硕士学位论文惯性平台系统稳定回路冗余设计及切换技术研究硕士研究生：李洪伟导师：荆武兴教授申请学位：工学硕士学科：飞行器设计所在单位：航天学院答辩日期：2016年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cl

2、assifiedIndex:V448.11U.D.C:623DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONREDUNDANTDESIGNANDSWITCHINGFORSERVOLOOPOFINERTIALPLATFORMCandidate：LiHongweiSupervisor：Prof.JingWuxingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：FlightVehicl

3、eDesignAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：July,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要惯性技术是用来实现运动物体姿态和轨迹控制的一门学科。以惯性技术为核心的惯性平台系统利用惯性仪表来敏感载体角运动和线运动参数，为制导系统提供精确的速度、位置和姿态信息，由于其全自主、抗干扰和隐蔽性好等优点，至今在战略武器系统中具有不可

4、替代的作用。为满足新形势下武器系统的实战化需要，惯性平台系统必须具备连续通电无故障的能力。而平台稳定回路是实现平台系统功能的基础，这就要对稳定回路进行冗余设计，提高平台系统可靠性，以满足武器系统的实战化需求。本文提出了一种基于DSP的数字冗余稳定回路设计方案，并开展了故障检测、仲裁及切换技术的研究，在平台稳定回路故障时，实现快速、平稳切换到冗余通道，确保平台系统正常工作。首先，介绍了平台系统的结构，阐述了平台稳定回路的工作原理及组成，建立了稳定回路控制系统的数学模型并完成数字化设计，并介绍了回路设计

5、时的主要性能指标。其次，从平台系统稳定回路的故障模式分析入手，对原稳定回路设计进行可靠性预计，并针对稳定回路冗余设计的要求，选取后备冗余法设计了三种冗余方案，并对三种方案进行分析和比较后确定冗余稳定回路的最终方案。再次，采用国产化元器件，完成了稳定回路冗余方案、故障检测方案、仲裁及切换方案的设计，并给出了关键电量参数的选取和计算方法，最后完成了电路原理图设计和PCB设计。最后，采用模拟故障注入的方式，对本文所设计的冗余稳定回路开展相关测试和平台系统试验验证，并计算出该电路的主要技术指标，分析该电路对

6、设计指标的满足情况，验证方案设计的正确性。关键词：惯性平台；稳定回路；冗余设计；切换；DSP-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInertialtechnologyisadisciplineappliedtotheobjectattitudecontrolandmotiontrajectorycontrol.Theplatforminertialsystem,takinginertialtechnologyasthecorepart,usesinertialsensortosensi

7、tiveandobtaincarrierangularmotionandlinearmotioninformation,andfurthermore,providesspeed,positionandattitudeinformationtoguidancesystem.Duetoitsfullautonomy,anti-interferenceandtheadvantagesofthegoodconcealment,theplatforminertialsystemstillhasanirrepl

8、aceableroleinstrategicweaponsystemsuptonow.Tomeettheneedsoftheweaponsystemunderthenewsituationofthecombat,theinertialplatformsystemmusthavetheabilitytoworkcontinuouslywithtrouble-free.Asthebasispartofinertialplatformsystem,theservoloops