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28012字硕士毕业论文分离测试数据记录装置的研究与开发

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:28012字
论点:读数,数据,设计
论文概述:

对于多路模拟量的采集过程中,进一步提高 A/D 的采集速度和采样精度,增加采集路数,可在同一采编器内完成对所有信号的采集。同时,进一步提高数据的存储速度和存储容量,优化对存储单

论文正文:

1.介绍

供电系统的可靠性是设备正常运行的保证。飞机上的数据记录设备主要依靠配电装置中的锂离子电池供电。本设计选用的XC-Q199锂离子电池具有工作电压高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染等优点。另外,它有自己的充放电保护电路,容量为4.0Ah,可以连续输出28V DC电压超过半小时,为数据记录器供电。通过外围电路输出稳定的15V电压,为传感器组供电。配电装置中有一个继电器,它可以通过判断地面电源转换装置输出的0V至28V脉冲信号来控制开关。通过闭合地面监测站的电源开关给配电装置充电;当接地开关装置触发配电装置的电源开关时,配电装置向编辑器和传感器组供电;否则,负载的电源会断开。当按下“电源开关”时,功率转换装置中的继电器线圈产生瞬时电流,常开触点闭合。此时,28V直流电输入配电装置,使配电装置中继电器的常开触点被吸引,常开触点与锂离子电池连接,实现连续28V供电。当按下“断电开关”时,电力转换装置中另一继电器的常开触点闭合,此时28V直流输入到配电装置,使得配电装置中继电器的常闭触点断开,控制电源的继电器线圈的电流瞬间消失,常开触点也断开,锂离子电池不再向负载供电。此外,各装置中的继电器采用双备份方式,大大提高了供电系统的可靠性。本设计采用双重保险回收模式。每个存储单元有两个外部接口,一个备用读取端口和一个远程读取端口。它可以执行两种读取模式,即远程读取和待机读取。在自检和模拟飞行试验模式下,当数据恢复时,可以直接连接电线或电缆,远程读取指令可以通过上位机发送,并通过地面试验平台转发给记录仪,记录仪执行数据返回命令。上位机收到数据后,可以直接对数据进行处理和分析。设备测试过程中经常使用远程读取模式。然而,在实际飞行测试模式下,飞机起飞后,插件和插件自动断开,飞机和地面设备之间的电连接中断,飞机的所有参数都存储在存储单元中,但地面设备不能返回,此时不能进行远程读取。只有在飞行测试完成后,记录器才会检索通过备用端口读取方法提取的数据,这需要对存储单元采取更好的保护措施(详见第4.6.2节外壳保护)。备份读取方法仅使用一次,使用特殊的读取设备(称为读取盒)进行读取。该装置只在闪存的指令操作中设置读取操作,不需要擦除和写入,从而保证了数据恢复过程的安全性。

根据数据测量领域的现状和发展趋势,结合相关科研项目的实践经验,根据任务要求,提出了以采集存储单元为核心的分离测试数据记录系统的总体设计方案和工作原理,详细介绍了内部硬件设计和逻辑实现方法,并提出了一些提高设备可靠性的设计方案。最后,通过测试和实验,对数据进行了分析,验证了结果的正确性。具体章节安排如下:

第一章通过对相关数据的调查,探讨了本课题的来源和背景意义,并介绍了国内外数据记录仪和测试设备的发展现状和趋势。第二章:根据课题的任务需求,提出了数据记录系统的总体设计方案,并简要介绍了关键技术。第三章:结合关键技术,详细讨论了数据记录系统核心——采集存储单元的内部工作原理,包括采集存储实时监控模块的硬件设计和逻辑实现方法,以及采集存储单元的通信接口和电源设计。第四章:根据系统的工作条件,提出了提高设备可靠性的设计方案,并通过完成的试验验证了设备的可靠性。第五章:简要介绍调试和测试过程,并针对遇到的问题提出解决方案,最后对测试数据和结果进行简单分析。第六章:总结全文内容,提出展望目标。

3数据采集存储单元的设计

3.1采集存储单元的工作原理.....................................................................................................14

3.2数据采集模块的设计..................................................................................................................15

3.3数据存储模块设计..................................................................................................................22

4数据记录设备的可靠性设计

4.1可靠性概述..............................................................................................................................39

4.2定向设计........................................................................................................................................39

4.3印刷电路板布局设计..................................................................................................................40

4.4关键信号的可靠性设计................................................................................................................41

4.5供电系统的可靠性设计................................................................................................................42

4.6数据恢复系统的可靠性设计.................................................................................................43

5调试、测试和结果分析

5.1调试和测试中遇到的问题及解决方法....................................................................................47

5.1.1调试和测试过程..............................................................................................................47

5.1.2遇到的问题和解决方案.................................................................................................47

5.2运行模式和测试结果分析.....................................................................................................48

摘要

在介绍飞机数据测量系统的背景、来源、性质和意义的基础上,通过调查了解了数据记录设备和配套地面测试设备的发展现状和趋势,并根据某航天项目提出的任务要求和技术指标,结合相关科研项目的实践经验,提出了一种应用于尾罩分离测试的数据测量系统的总体设计方案和开发方法。结合关键技术,重点介绍了采集存储单元各部分的设计原理和软硬件实现方法。同时,提出了可靠性设计方案,并通过实验验证了系统的可靠性。最后介绍了测试过程,列出了测试结果,证明了设计的有效性。目前,它已经交付并成功应用于飞行试验,以完成数据测量。在多通道模拟量采集过程中,进一步提高了模数的采集速度和采样精度,增加了采集通道的数量,使得所有信号都可以在同一个采集编辑装置中采集。同时,进一步提高了数据的存储速度和存储容量,优化了存储单元闪存的读写控制模式。根据设备的设计,主要实现以下功能:

(1)并行采集96个模拟信号、4个数字信号和4个配电参数,实现多种数据混合传输到存储器存储。

(2)采用片段帧采样技术,实现模拟数据的采样和监控功能,存储单元和监控通道可以切换。

(3)采用RS-422通信协议实现数据记录仪与地面测试设备之间的长距离传输。

(4)实现数据恢复的两种方式:远程读取和待机读取。

(5)设备耐温耐压能力强,能在恶劣环境下完成数据记录工作。

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