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双机冗余综合导航信息处理系统研究与设计
| 论文题名： | 双机冗余综合导航信息处理系统研究与设计 |
| 关键词： | 舰船;综合导航系统;可靠性;导航信息处理系统;双机冗余 |
| 摘要： | 本世纪七十年代，随着现代数学、现代控制理论与计算机技术的发展，产生了现代综合导航系统。当今许多重大的科学发现和新技术出现，很快便在该领域得到应用，并有力地推动了综合导航系统的发展，使其结构日趋复杂，功能越来越完善，自动化程度也越来越高。同时系统在连续运行过程中，随着时间的增长和内外部各种条件的变化，不可避免的会发生故障，如果不加以有效控制，后果不堪设想。因此，开展舰船综合导航系统可靠性研究，切实保障其可信性，具有十分重要的意义。 课题以舰船综合导航系统为背景，以系统可靠性为根本出发点，对其中的核心部分—导航信息处理系统，采用双机冗余热备份结构进行研究与设计。 介绍了课题相关内容的国内外研究现状，分析并总结了系统可靠性、冗余容错技术以及嵌入式实时双机冗余系统等知识； 从实际应用需求出发，对系统进行总体设计。硬件平台选择基于PC/104总线的嵌入式模块；A机和B机有相对独立的外部设备，这样不会引起系统资源的竞争，增加整体系统的稳定性。对以太网、CAN总线进行冗余设计以提高接口硬件可靠性。为了完成多RS—422串口控制输出，设计高可靠性的控制器对输出通路进行选择控制；模拟式KVM设备完成对双机的切换控制及显示。 舰船综合导航信息处理软件是一种对可靠性要求非常高的软件，因此有必要对其进行可靠性设计。课题对软件采用避错、查错和容错等多种可靠性方法进行设计。根据VxWorks实时多任务操作系统特点及软件具体需求，对软件进行层次化、模块化设计，完成任务模块及其优先级的划分；同时，为进一步确保系统可靠性，采取了相应的容错措施，如组合滤波信息融合技术、CAN总线冗余技术等。并对系统接口模块软件和信息处理模块软件进行分析介绍。在前面工作的基础上，利用WindML绘图工具完成系统人机交互界面模块的设计，并最终完成整个系统的设计。 本课题致力于双机冗余热备份舰船综合导航信息处理系统的研究与设计，其目的是提高它的可靠性与安全性，从而使舰船综合导航系统的整体可靠性得到改善，保证舰船航行安全，满足现代化战争的需求。 |
| 作者： | 张艳辉 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 周卫东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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