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基于双网-双CAN冗余的光纤罗经显控装置设计
| 论文题名： | 基于双网-双CAN冗余的光纤罗经显控装置设计 |
| 关键词： | 光纤陀螺;显控装置;惯性导航;信号采集 |
| 摘要： | 随着高精度光纤陀螺为代表的惯性器件迅速发展，研究高精度、可维护性好、长航时的光纤罗经系统是目前导航领域的一个热点，而光纤罗经的显控装置作为人机交互的重要部分，其可靠性将直接影响整个系统的稳定。本文设计了基于双网-双CAN的光纤罗经显控装置，通过模块化设计，实现了系统的数据的传输、LCD显示、键盘操作、外部信息处理以及可靠性更高的冗余方案与舰船进行通讯。 论文首先对惯性导航技术相关知识进行了简单的介绍，然后对论文的主要研究内容和系统的总体方案进行了详细的叙述。根据系统的需求，详细介绍了网络通信技术和CAN总线技术的发展和应用，最终研究和设计了基于双网冗余、双CAN(Controller Area Network)总线冗余通信方式的光纤罗经显控系统装置。整个系统以FPGA为系统的控制核心，通过Nios II软处理器来完成多路信号的接收，通过协议转换由CAN总线、以太网通信等方式与操舵仪完成导航数据的交换功能，同时显控装置能够完成对系统初始参数的设定、工作方式控制、状态的显示和信息发送监测，故障诊断和报警等功能。在PC机上，本文也设计了一套上位机程序作为辅助完成数据的显示处理和初始参数的设定等功能。 本文中系统的设计部分主要分为硬件电路设计和软件程序设计两个部分。硬件电路部分主要使用的是Altera公司生产的Cyclone III系列的芯片EP3C10E144I7通过Qsys系统生成需要的Nios II软核处理器实现系统的控制和数据传输功能；CAN总线冗余模块采用CTM1051A并配合STM32F107来完成CAN总线的通信功能；网络通信部分采用W5300与STM32F107芯片来实现以太网通信功能。通过Nios II进行编程，完成对多路信号的采集、显示和控制功能；并将数据经过协议转换通过双网冗余模块，双CAN冗余模块与舰船操舵仪进行数据交换，辅助舰船完成导航功能。 最后，对整个系统进行了调试，给出了实验的步骤和结论，最终的实验调试结果表明本套显控系统在各种环境中都具备较强的适应能力，并能够长时间稳定工作，完全满足舰艇对导航设备可靠性的要求，并能够在实践中实现。 |
| 作者： | 胡守雷 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 高延滨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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