專利名稱：一種無人機(jī)剎車綜合控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種剎車綜合控制器，具體涉及一種無人機(jī)剎車綜合控制器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有飛機(jī)機(jī)載設(shè)備中，前主輪系統(tǒng)和后主輪系統(tǒng)都屬于起落架系統(tǒng)，但是控制 前主輪的前輪轉(zhuǎn)彎控制器和控制后主輪的剎車控制器一直獨(dú)立發(fā)展，獨(dú)立起著各自的控制 作用，即出現(xiàn)剎車控制器已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字式控制階段，而前輪轉(zhuǎn)彎控制器卻還處于模擬式控 制階段，無法將前輪轉(zhuǎn)彎控制和剎車控制集成在一個(gè)控制器內(nèi)來實(shí)現(xiàn)同步控制，可靠性差， 精度低，控制模式單一，難以滿足飛機(jī)地面操縱系統(tǒng)發(fā)展的要求，因此，將前輪轉(zhuǎn)彎控制器 和剎車控制器綜合起來的一體化數(shù)字式控制器成為剎車系統(tǒng)研究發(fā)展的新趨勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種無人機(jī)剎車綜合控制器，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法將 前輪轉(zhuǎn)彎控制和剎車控制集成在一個(gè)控制器內(nèi)來實(shí)現(xiàn)同步控制的問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案如下本發(fā)明提供的的無人機(jī)剎車綜合控制器，包括機(jī)箱、固定于機(jī)箱內(nèi)的母板，所述的 母板上設(shè)有機(jī)內(nèi)總線、結(jié)構(gòu)完全相同的第一中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUA和第二中央數(shù)據(jù)處理 模塊CPUB、模擬量輸入輸出模塊ΑΙ0、離散量輸入輸出模塊DI0、電源模塊PS，所述模擬量輸 入輸出模塊ΑΙ0、離散量輸入輸出模塊DIO和電源模塊PS通過機(jī)內(nèi)總線分別與第一中央數(shù) 據(jù)處理模塊CPUA和第二中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUB連接，所述的第一中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUA 與第二中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUB相連接。上述的第一中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUA包括DSP處理器及外圍電路、擴(kuò)展存儲(chǔ)器電 路、控制邏輯電路，所述DSP處理器中設(shè)有OV 5V模擬量A/D (10位)轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)過模 擬量輸入輸出模塊AIO和離散量輸入輸出模塊DIO調(diào)理的信號(hào)分別通過機(jī)內(nèi)總線傳送給 DSP處理器，由DSP處理器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和采集處理后傳輸至控制邏輯電路，進(jìn)行控制率計(jì) 算，得到輸出值，再通過機(jī)內(nèi)總線送給模擬量輸入輸出模塊AIO和離散量輸入輸出模塊DIO 進(jìn)行功率驅(qū)動(dòng)和放大；擴(kuò)展存儲(chǔ)電路用于固化應(yīng)用程序和臨時(shí)變量；所述的外圍電路包括 分別連接于總線上的時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、看門狗電路，故障邏輯切換電路、機(jī)內(nèi)總線接口 電路，時(shí)鐘電路與機(jī)內(nèi)總線連接，用于為DSP處理器提供時(shí)間基準(zhǔn)，復(fù)位電路與機(jī)內(nèi)總線連 接，為DSP處理器冷啟動(dòng)和熱啟動(dòng)提供復(fù)位信號(hào)，第一中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUA通過故障邏 輯電路與第二中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUB連接，進(jìn)行故障分析、切換控制。上述的模擬量輸入輸出模塊AIO包括機(jī)內(nèi)總線接口電路、邏輯控制電路、濾波放 大電路、多路轉(zhuǎn)換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動(dòng)輸出電路以及V/I轉(zhuǎn)換電路，外部模擬量信號(hào) 經(jīng)過濾波放大電路濾波，輸出至多路轉(zhuǎn)換電路，之后通過機(jī)內(nèi)總線傳輸至到DSP處理器內(nèi) 部的A/D轉(zhuǎn)換器，DSP處理器的輸出經(jīng)過機(jī)內(nèi)總線到模擬量輸入輸出模塊AIO的D/A轉(zhuǎn)換 電路，輸出相應(yīng)的電壓，然后一部分經(jīng)過驅(qū)動(dòng)輸出電路輸出，另一部分經(jīng)過V/I轉(zhuǎn)換電路輸出；邏輯控制電路與機(jī)內(nèi)總線相連，產(chǎn)生模擬量輸入輸出模塊AIO工作所需的時(shí)序。上述的離散量輸入輸出模塊DIO包括機(jī)內(nèi)總線接口電路、邏輯控制電路、輸入光隔電路、驅(qū)動(dòng)電路、頻率采集電路、離散量輸出電路，所述頻率采集電路由依次串聯(lián)的濾波 整形電路和計(jì)數(shù)電路組成，所述離散量輸出電路是由鎖存電路分別串聯(lián)功率驅(qū)動(dòng)和電平轉(zhuǎn) 換電路構(gòu)成，外部離散量信號(hào)依次通過輸入光隔電路和驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行隔離、驅(qū)動(dòng)，再經(jīng)過機(jī) 內(nèi)總線送給DSP處理器。經(jīng)頻率采集電路處理的頻率信號(hào)通過機(jī)內(nèi)總線傳輸給DSP處理 器，DSP處理器的輸出經(jīng)過機(jī)內(nèi)總線送給鎖存電路進(jìn)行鎖存，然后功率驅(qū)動(dòng)、電平轉(zhuǎn)換后輸 出；邏輯控制電路與機(jī)內(nèi)總線相連，產(chǎn)生離散量輸入輸出模塊DIO工作所需的時(shí)序；電源產(chǎn) 生電路產(chǎn)生外部傳感器工作所需的電源。上述的電源模塊PS包括濾波電路、耐過/欠壓浪涌電路、DC/DC電路，外部供電信 號(hào)經(jīng)由濾波電路濾波，輸出至耐過/欠壓浪涌電路進(jìn)行欠、過壓處理和儲(chǔ)能處理，之后傳輸 至DC/DC模塊進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，輸出產(chǎn)品所需的工作電源。上述的母板上設(shè)置有五個(gè)分別對(duì)應(yīng)第一中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUA、第二中央數(shù)據(jù)處 理模塊CPUB、模擬量輸入輸出模塊ΑΙ0、離散量輸入輸出模塊DI0、電源模塊PS模塊的插槽 區(qū)。本發(fā)明的技術(shù)效果是1.由于對(duì)控制器的CPU進(jìn)行了雙余度設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了將前輪轉(zhuǎn)彎控制和剎車控制集 成在一個(gè)控制器內(nèi)來實(shí)現(xiàn)同步控制，精度高；2.由于CPU內(nèi)增設(shè)故障邏輯切換電路，可靠性增強(qiáng)；3.控制功能集成化，滿足飛機(jī)地面操縱系統(tǒng)發(fā)展的要求。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明無人機(jī)剎車綜合控制器作進(jìn)一步的說明，圖1為剎車綜合控制器與飛機(jī)其他系統(tǒng)的交聯(lián)關(guān)系圖；圖2為剎車綜合控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3為剎車綜合控制器外形結(jié)構(gòu)圖；圖4為中央數(shù)據(jù)處理模塊CPU功能原理圖；圖5為模擬量輸入輸出模塊AIO組成原理圖；圖6為離散量輸入輸出模塊DIO組成原理圖；圖7為電源模塊PS的組成原理圖；圖8為CPU雙余度狀態(tài)示意圖；圖9為故障邏輯切換原理圖；圖10為故障邏輯切換真值表；圖11為程序執(zhí)行控制流程；圖12為剎車控制服務(wù)程序流程；圖13為前輪轉(zhuǎn)彎控制服務(wù)程序流程。
具體實(shí)施例方式如圖2和圖3所示，本發(fā)明的無人機(jī)剎車綜合控制器，包括機(jī)箱、固定于機(jī)箱內(nèi)的母板，母板上設(shè)有五個(gè)插槽區(qū)，分別對(duì)應(yīng)第一中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUA、第二中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUB、模擬量輸入輸出模塊AIO、離散量輸入輸出模塊DIO、電源模塊PS，所述模擬量輸入 輸出模塊AIO、離散量輸入輸出模塊DIO和電源模塊PS通過機(jī)內(nèi)總線分別與第一中央數(shù)據(jù) 處理模塊CPUA和第二中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUB連接，所述的第一中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUA與 第二中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUB相連接。工作時(shí)，電源模塊PS首先為剎車綜合控制系統(tǒng)提供電源，如圖7所示，電源模塊PS 包括濾波電路、耐過/欠壓浪涌電路、DC/DC電路，外部供電信號(hào)經(jīng)由濾波電路濾波，輸出至 耐過/欠壓浪涌電路進(jìn)行欠、過壓處理和儲(chǔ)能處理，之后將信號(hào)傳輸至DC/DC模塊進(jìn)行信號(hào) 轉(zhuǎn)換，輸出產(chǎn)品所需的工作電源。外部模擬量信號(hào)與外部離散量信號(hào)分別輸入至模擬量輸入輸出模塊AIO和離散 量輸入輸出模塊DI0，進(jìn)行外部信號(hào)的預(yù)處理，再通過機(jī)內(nèi)總線傳輸給第一中央數(shù)據(jù)處理模 塊CPUA，輸出的指令信號(hào)再通過機(jī)內(nèi)總線傳輸給模擬量輸入輸出模塊AIO和離散量輸入輸 出模塊DI0，完成模擬量和離散量的輸出控制與驅(qū)動(dòng)。當(dāng)處于正常上電情況下，CPUA和CPUB均正常工作，故障邏輯電路使CPUA控制機(jī)內(nèi) 總線，運(yùn)行工作程序，實(shí)現(xiàn)控制器的功能；CPUB處于熱備份狀態(tài)，運(yùn)行監(jiān)控程序；當(dāng)CPUA發(fā) 生故障時(shí)，需要采集自身離散量輸入口(ST)判斷CPUB狀態(tài)，如果CPUB工作正常，則故障邏 輯電路能自動(dòng)切斷CPUA對(duì)機(jī)內(nèi)總線的控制，使CPUB取得機(jī)內(nèi)總線控制權(quán)，然后軟件復(fù)位機(jī) 器，運(yùn)行正常工作程序；如果CPUB此時(shí)也發(fā)生故障，則CPUB不能獲得機(jī)內(nèi)總線控制權(quán)，仍有 CPUA控制機(jī)內(nèi)總線，CPUA運(yùn)行安全模式程序，使系統(tǒng)處于安全狀態(tài)模式；當(dāng)CPUB取得總線 控制，運(yùn)行正常應(yīng)用任務(wù)后，如果自身出現(xiàn)故障，則故障邏輯電路能自動(dòng)切斷CPUB對(duì)機(jī)內(nèi) 總線的控制，CPUA取得機(jī)內(nèi)總線控制權(quán)，CPUA運(yùn)行安全模式程序，使系統(tǒng)處于安全狀態(tài)模 式。如圖4所示，第一中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUA包括DSP處理器及外圍電路、擴(kuò)展存儲(chǔ) 器電路、控制邏輯電路，所述DSP處理器中設(shè)有OV 5V模擬量A/D (10位)轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)過 模擬量輸入輸出模塊AIO和離散量輸入輸出模塊DIO調(diào)理的信號(hào)分別通過機(jī)內(nèi)總線傳送給 DSP處理器，由DSP處理器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和采集處理后傳輸至控制邏輯電路，進(jìn)行控制率計(jì) 算，得到輸出值，再通過機(jī)內(nèi)總線送給模擬量輸入輸出模塊AIO和離散量輸入輸出模塊DIO 進(jìn)行功率驅(qū)動(dòng)和放大；擴(kuò)展存儲(chǔ)電路用于固化應(yīng)用程序和臨時(shí)變量；所述的外圍電路包括 分別連接于總線上的時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、看門狗電路，故障邏輯切換電路、機(jī)內(nèi)總線接口 電路，時(shí)鐘電路與機(jī)內(nèi)總線連接，用于為DSP處理器提供時(shí)間基準(zhǔn)，復(fù)位電路與機(jī)內(nèi)總線連 接，為DSP處理器冷啟動(dòng)和熱啟動(dòng)提供復(fù)位信號(hào)，第一中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUA通過故障邏 輯電路與第二中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUB連接，進(jìn)行故障分析、切換控制。如圖5所示，模擬量輸入輸出模塊AIO包括機(jī)內(nèi)總線接口電路、邏輯控制電路、濾 波放大電路、多路轉(zhuǎn)換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動(dòng)輸出電路以及V/I轉(zhuǎn)換電路，外部模擬量信 號(hào)經(jīng)過濾波放大電路濾波，輸出至多路轉(zhuǎn)換電路，之后通過機(jī)內(nèi)總線傳輸至到DSP處理器 內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器，DSP處理器的輸出經(jīng)過機(jī)內(nèi)總線到模擬量輸入輸出模塊AIO的D/A轉(zhuǎn) 換電路，輸出相應(yīng)的電壓，然后一部分經(jīng)過驅(qū)動(dòng)輸出電路輸出，另一部分經(jīng)過V/I轉(zhuǎn)換電路 輸出；邏輯控制電路與機(jī)內(nèi)總線相連，產(chǎn)生模擬量輸入輸出模塊AIO工作所需的時(shí)序。如圖6所示，離散量輸入輸出模塊DIO包括機(jī)內(nèi)總線接口電路、邏輯控制電路、輸入光隔電路、驅(qū)動(dòng)電路、頻率采集電路、離散量輸出電路，所述頻率采集電路由依次串聯(lián)的 濾波整形電路和計(jì)數(shù)電路組成，所述離散量輸出電路是由鎖存電路分別串聯(lián)功率驅(qū)動(dòng)和電 平轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，外部離散量信號(hào)依次通過輸入光隔電路和驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行隔離、驅(qū)動(dòng)，再經(jīng) 過機(jī)內(nèi)總線送給DSP處理器，經(jīng)頻率采集電路處理的頻率信號(hào)通過機(jī)內(nèi)總線傳輸給DSP處 理器，DSP處理器的輸出經(jīng)過機(jī)內(nèi)總線送給鎖存電路進(jìn)行鎖存，然后功率驅(qū)動(dòng)、電平轉(zhuǎn)換后 輸出；邏輯控制電路與機(jī)內(nèi)總線相連，產(chǎn)生離散量輸入輸出模塊DIO工作所需的時(shí)序；電源 產(chǎn)生電路產(chǎn)生外部傳感器工作所需的電源。如圖1所示剎車綜合控制器與飛機(jī)其他系統(tǒng)的交聯(lián)關(guān)系圖。剎車綜合控制器是前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)和剎車控制系統(tǒng)的核心部件，集成了前輪轉(zhuǎn)彎和剎車控制功能，主要用于采集、記錄、處理機(jī)輪的各種傳感器信號(hào)和輸入的數(shù)字信號(hào)，根據(jù) 設(shè)置好的前輪轉(zhuǎn)彎控制率和剎車控制率，控制液壓電磁閥和壓力伺服閥輸出剎車壓力，為 飛機(jī)著路滑跑提供剎車制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)各種不同的轉(zhuǎn)彎模式和剎車模式；當(dāng)系統(tǒng)故障時(shí)，向監(jiān)控 計(jì)算機(jī)報(bào)警；當(dāng)出現(xiàn)剎車系統(tǒng)防滑故障時(shí)，剎車系統(tǒng)可降級(jí)使用；當(dāng)前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)出現(xiàn)故 障時(shí)，前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)處于有阻尼的減擺狀態(tài)；另外，能夠?qū)⒖刂破骱蜋C(jī)輪的各種狀態(tài)信息上 報(bào)飛控系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。剎車綜合控制器的功能主要包括a.接受飛控系統(tǒng)輸入的剎車指令信號(hào)，輸出剎車電流控制電液壓力伺服閥，實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)的剎車控制。b.接受輪速傳感器輸出的輪速信號(hào)，判斷剎車防滑狀態(tài)，并輸出防滑電流控制電 液壓力伺服閥，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)剎車的防滑功能。c.具有輪間交叉保護(hù)功能。d.接受和判斷主著陸架輪載信號(hào)，判斷飛機(jī)狀態(tài)。e. “防滑剎車故障”時(shí)，剎車系統(tǒng)將降級(jí)使用，剎車綜合控制器將切斷防滑控制，并 降低控制增益，保證剎車系統(tǒng)具有一定的剎車能力，又不至于發(fā)生輪胎抱死現(xiàn)像。f. “剎車控制故障”時(shí)，剎車綜合控制器將切斷液壓鎖，剎車系統(tǒng)功能失效。g.接受飛控系統(tǒng)“轉(zhuǎn)彎接通”信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入“轉(zhuǎn)彎控制”狀態(tài)，同時(shí)控制器輸出相 應(yīng)工作狀態(tài)信號(hào)給飛控系統(tǒng)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)；不需要轉(zhuǎn)彎時(shí)，飛控系統(tǒng)發(fā)出“斷開”信號(hào)，前輪 轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)處于減擺狀態(tài)。h.當(dāng)前輪轉(zhuǎn)彎偏離滑行方向時(shí)，反饋控制前輪回到設(shè)定方向。i.當(dāng)前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，飛控系統(tǒng)發(fā)出“斷開”信號(hào)，前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)處于減 擺狀態(tài)，并向飛控系統(tǒng)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)出相應(yīng)工作狀態(tài)信號(hào)和故障信號(hào)。工作原理為了提高剎車系統(tǒng)的工作可靠性，剎車綜合控制器采用雙余度CPU系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。剎 車綜合控制器兩個(gè)CPU模塊的硬件和軟件配置完全一致，兩個(gè)CPU模塊和兩個(gè)接口模塊都 掛在機(jī)內(nèi)總線上，在任意時(shí)刻，只有一個(gè)CPU模塊控制機(jī)內(nèi)總線，另一個(gè)CPU模塊與機(jī)內(nèi)總 線斷開，處于熱備份狀態(tài)，CPU模塊對(duì)機(jī)內(nèi)總線的切換通過故障邏輯電路來完成。每個(gè)CPU 模塊都設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)位識(shí)別離散量輸入接口(ID)，一個(gè)故障告警離散量輸出接口(SYSF)和 一個(gè)故障告警離散量輸入接口(ST)，在母板上設(shè)計(jì)兩個(gè)狀態(tài)相反的離散量，作為機(jī)位識(shí)別 信號(hào)，此離散量分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)CPU的機(jī)位離散量輸入口(ID)。剎車綜合控制器余度狀態(tài)示意圖如圖8所示。當(dāng)看門狗叫(GO/NOGO)或自測(cè)試錯(cuò)誤(BIT)時(shí)，故障告警輸出(SYSF)有 效，設(shè)信號(hào)為“O”時(shí)有效，則有SYSF = GO/NOGO&BIST。上電時(shí)刻，故障邏輯切換電路根據(jù)每個(gè)CPU模塊的ID、SYSF, ST的狀態(tài)自動(dòng)確定 CPUA首先獲得總線控制權(quán)，然后兩個(gè)CPU各自運(yùn)行自身BIT程序，當(dāng)某個(gè)CPU的BIT結(jié)果有 錯(cuò)誤時(shí)，CPU就通過SYSF信號(hào)給另一個(gè)CPU發(fā)送故障信息，故障邏輯切換電路根據(jù)SYSF和 ST信號(hào)狀態(tài)的變化決定是否切換控制機(jī)內(nèi)總線的CPU，獲得機(jī)內(nèi)總線控制權(quán)的CPU運(yùn)行正 常的工作程序，沒有獲得機(jī)內(nèi)總線控制權(quán)的CPU運(yùn)行監(jiān)控程序。 在正常上電情況下，CPUA和CPUB均正常工作，故障邏輯電路使CPUA控制機(jī)內(nèi)總 線，運(yùn)行工作程序，實(shí)現(xiàn)控制器的功能；CPUB處于熱備份狀態(tài)，運(yùn)行監(jiān)控程序。當(dāng)CPUA發(fā)生故障時(shí)，需要采集自身離散量輸入口(ST)判斷CPUB狀態(tài)，如果CPUB 工作正常，則故障邏輯電路能自動(dòng)切斷CPUA對(duì)機(jī)內(nèi)總線的控制，使CPUB取得機(jī)內(nèi)總線控制 權(quán)，然后軟件復(fù)位機(jī)器，運(yùn)行正常工作程序；如果CPUB此時(shí)也發(fā)生故障，則CPUB不能獲得機(jī) 內(nèi)總線控制權(quán)，仍有CPUA控制機(jī)內(nèi)總線，CPUA運(yùn)行安全模式程序，使系統(tǒng)處于安全狀態(tài)模 式。當(dāng)CPUB取得總線控制，運(yùn)行正常應(yīng)用任務(wù)后，如果自身出現(xiàn)故障，則故障邏輯電 路能自動(dòng)切斷CPUB對(duì)機(jī)內(nèi)總線的控制，CPUA取得機(jī)內(nèi)總線控制權(quán)，CPUA運(yùn)行安全模式程 序，使系統(tǒng)處于安全狀態(tài)模式。剎車綜合控制器的故障邏輯切換原理圖如圖9，其中每個(gè)CPU模塊內(nèi)都有可編程 邏輯(CPLD)，機(jī)位識(shí)別信號(hào)ID，本CPU模塊的故障告警信號(hào)SYSF和它CPU模塊的故障告警 信號(hào)ST作為CPLD的輸入，經(jīng)過譯碼輸出的信號(hào)控制本CPU和機(jī)內(nèi)總線的通斷(即取得或 釋放總線控制權(quán))。為了防止某個(gè)CPU出現(xiàn)故障后失去對(duì)離散量輸出的控制而導(dǎo)致離散量 狀態(tài)處于未知狀態(tài)，在電路設(shè)計(jì)中對(duì)SYSF、ST以及OUT均設(shè)計(jì)有上拉電阻，保證任意時(shí)刻， SYSF、ST以及OUT均處于確定狀態(tài)。設(shè)SYSF和ST信號(hào)的正常狀態(tài)為“1”，故障狀態(tài)為“0”， A機(jī)ID輸入為“1”，B機(jī)ID輸入為“0”;當(dāng)OUT輸出為“0”時(shí)，取得總線控制權(quán)，OUT輸出為 “1”時(shí)，釋放總線控制權(quán)。由上面的論述可以得出圖10所示的故障邏輯切換真值表，經(jīng)過化 簡(jiǎn)可以得到CPLD得到輸出邏輯是OUT = ( ！ ID& ！ SYSF)# ( ！ ID&ST)#( ！ SYSF&ST)將此邏輯寫入每個(gè)CPU模塊的CPLD，就可以通過其輸出決定機(jī)內(nèi)總線的控制權(quán)， 而且能夠保證在任意時(shí)刻，只有一個(gè)CPU控制機(jī)內(nèi)總線，另一個(gè)CPU和機(jī)內(nèi)總線斷開。軟件設(shè)計(jì)剎車綜合控制器軟件由地面支持軟件和應(yīng)用軟件組成，編程語(yǔ)言采用標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ) 言，地面支持軟件駐留在PC機(jī)中，應(yīng)用軟件固化在剎車綜合控制器的FLASH ROM中。地面支持軟件包括開發(fā)環(huán)境、固化支持軟件。軟件開發(fā)環(huán)境選用針對(duì)DSP芯片的CCS2000軟件集成開發(fā)環(huán)境，該工具包括代碼 生成和代碼調(diào)試兩部分，集編譯、連接、加載、調(diào)試于一體；支持ANSI C和匯編的混合編程 及邏輯仿真；應(yīng)用程序可以動(dòng)態(tài)從宿主機(jī)加載到目標(biāo)機(jī)進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，通過比較程序校驗(yàn) 和，能正確將修改的程序加載到目標(biāo)機(jī)；調(diào)試工具具有運(yùn)行、停止、斷點(diǎn)、單步等功能。軟件 開發(fā)環(huán)境的硬件支持環(huán)境是基于PC系列(PC586以上檔次機(jī)器均可)，PC機(jī)和目標(biāo)機(jī)之間 采用RS232串行接口進(jìn)行通訊。
固化支持軟件主要提供DSP板載FLASH ROM擦除、燒寫功能。剎車綜合控制器的空中應(yīng)用軟件是嵌入式強(qiáng)實(shí)時(shí)控制軟件，用于地面仿真和空中任務(wù)應(yīng)用，空中應(yīng)用軟件在系統(tǒng)上電后自動(dòng)運(yùn)行，系統(tǒng)下電后，程序自動(dòng)停止運(yùn)行，程序執(zhí) 行的控制流程見圖11。剎車控制服務(wù)程序流程見圖12，前輪轉(zhuǎn)彎控制服務(wù)程序流程見圖 13。
權(quán)利要求
一種無人機(jī)剎車綜合控制器，包括機(jī)箱、固定于機(jī)箱內(nèi)的母板，其特征在于所述的母板上設(shè)有機(jī)內(nèi)總線、結(jié)構(gòu)完全相同的第一中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUA和第二中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUB、模擬量輸入輸出模塊AIO、離散量輸入輸出模塊DIO、電源模塊PS，所述模擬量輸入輸出模塊AIO、離散量輸入輸出模塊DIO和電源模塊PS通過機(jī)內(nèi)總線分別與第一中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUA和第二中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUB連接，所述的第一中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUA與第二中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUB相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)剎車綜合控制器，其特征在于所述的第一中央數(shù)據(jù) 處理模塊CPUA包括DSP處理器及外圍電路、擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路、控制邏輯電路，所述DSP處理 器中設(shè)有OV 5V模擬量A/D (10位)轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)過模擬量輸入輸出模塊AIO和離散量輸 入輸出模塊DIO調(diào)理的信號(hào)分別通過機(jī)內(nèi)總線傳送給DSP處理器，由DSP處理器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn) 換和采集處理后傳輸至控制邏輯電路，進(jìn)行控制率計(jì)算，得到輸出值，再通過機(jī)內(nèi)總線送給 模擬量輸入輸出模塊AIO和離散量輸入輸出模塊DIO進(jìn)行功率驅(qū)動(dòng)和放大；擴(kuò)展存儲(chǔ)電路 用于固化應(yīng)用程序和臨時(shí)變量；所述的外圍電路包括分別連接于總線上的時(shí)鐘電路、復(fù)位 電路、看門狗電路，故障邏輯切換電路、機(jī)內(nèi)總線接口電路，時(shí)鐘電路與機(jī)內(nèi)總線連接，用于 為DSP處理器提供時(shí)間基準(zhǔn)，復(fù)位電路與機(jī)內(nèi)總線連接，為DSP處理器冷啟動(dòng)和熱啟動(dòng)提供 復(fù)位信號(hào)，第一中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUA通過故障邏輯電路與第二中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUB 連接，進(jìn)行故障分析、切換控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無人機(jī)剎車綜合控制器，其特征在于所述的模擬量輸 入輸出模塊AIO包括機(jī)內(nèi)總線接口電路、邏輯控制電路、濾波放大電路、多路轉(zhuǎn)換電路、D/A 轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動(dòng)輸出電路以及V/I轉(zhuǎn)換電路，外部模擬量信號(hào)經(jīng)過濾波放大電路濾波，輸出 至多路轉(zhuǎn)換電路，之后通過機(jī)內(nèi)總線傳輸至到DSP處理器內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器，DSP處理器的 輸出經(jīng)過機(jī)內(nèi)總線到模擬量輸入輸出模塊AIO的D/A轉(zhuǎn)換電路，輸出相應(yīng)的電壓，然后一部 分經(jīng)過驅(qū)動(dòng)輸出電路輸出，另一部分經(jīng)過V/I轉(zhuǎn)換電路輸出；邏輯控制電路與機(jī)內(nèi)總線相 連，產(chǎn)生模擬量輸入輸出模塊AIO工作所需的時(shí)序。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無人機(jī)剎車綜合控制器，其特征在于，所述的離散量輸入輸 出模塊DIO包括機(jī)內(nèi)總線接口電路、邏輯控制電路、輸入光隔電路、驅(qū)動(dòng)電路、頻率采集電 路、離散量輸出電路，所述頻率采集電路由依次串聯(lián)的濾波整形電路和計(jì)數(shù)電路組成，所述 離散量輸出電路是由鎖存電路分別串聯(lián)功率驅(qū)動(dòng)和電平轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，外部離散量信號(hào)依 次通過輸入光隔電路和驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行隔離、驅(qū)動(dòng)，再經(jīng)過機(jī)內(nèi)總線送給DSP處理器，經(jīng)頻率 采集電路處理的頻率信號(hào)通過機(jī)內(nèi)總線傳輸給DSP處理器，DSP處理器的輸出經(jīng)過機(jī)內(nèi)總 線送給鎖存電路進(jìn)行鎖存，然后功率驅(qū)動(dòng)、電平轉(zhuǎn)換后輸出；邏輯控制電路與機(jī)內(nèi)總線相 連，產(chǎn)生離散量輸入輸出模塊DIO工作所需的時(shí)序；電源產(chǎn)生電路產(chǎn)生外部傳感器工作所 需的電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無人機(jī)剎車綜合控制器，其特征在于，所述的電源模塊PS包 括濾波電路、耐過/欠壓浪涌電路、DC/DC電路，外部供電信號(hào)經(jīng)由濾波電路濾波，輸出至耐 過/欠壓浪涌電路進(jìn)行欠、過壓處理和儲(chǔ)能處理，之后傳輸至DC/DC模塊進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，輸 出產(chǎn)品所需的工作電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無人機(jī)剎車綜合控制器，其特征在于，所述的母板上設(shè)置有 五個(gè)分別對(duì)應(yīng)第一中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUA、第二中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUB、模擬量輸入輸出模塊AIO、離散量輸入輸出模塊DI0、電源模塊PS模塊的插槽區(qū).
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無人機(jī)剎車綜合控制器，屬于剎車綜合控制領(lǐng)域，它包括機(jī)箱、固定于機(jī)箱內(nèi)的母板，所述的母板上設(shè)有機(jī)內(nèi)總線、結(jié)構(gòu)完全相同的第一中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUA和第二中央數(shù)據(jù)處理模塊CPUB、模擬量輸入輸出模塊AIO、離散量輸入輸出模塊DIO、電源模塊PS。它解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法將前輪轉(zhuǎn)彎控制和剎車控制集成在一個(gè)控制器內(nèi)來實(shí)現(xiàn)同步控制的問題，主要用于采集、記錄、處理機(jī)輪的各種傳感器信號(hào)和輸入的數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)各種不同的轉(zhuǎn)彎模式和剎車模式；監(jiān)測(cè)與排除故障等。
文檔編號(hào)B64C25/42GK101797978SQ200910312138
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者周前伯, 張坤旭, 惠曉強(qiáng), 楊寧, 陳瑜 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司第六三一研究所