水下運載器雙余度控制計算機 返回列表頁

1、概述

水下運載器控制計算機主要根據(jù)采集的信息，進行運載器姿態(tài)信息的解算，給作動單元輸出控制指令，是運載器上最核心的部分。由于運載器工作在無人值守的水下環(huán)境中，其上搭載的各個部件尤其是控制計算機系統(tǒng)容易受到外界環(huán)境的影響?？刂朴嬎銠C發(fā)生的一個微小的故障，輕則影響運載器的正常工作，重則可能使整個運載器失控，造成巨大的損失，這就要求控制計算機系統(tǒng)具有較高的性能和可靠性。

余度是需要出現(xiàn)兩個或兩個以上故障，而不是一個單獨故障，才引起既定不希望發(fā)生工作狀態(tài)的一種設計方法。余度設計是通過為系統(tǒng)增加多重資源，并實現(xiàn)對多重資源的合理管理，從而提高產品和系統(tǒng)可靠性的設計方法。由于受到成本、體積、功耗、重量等客觀因素的影響，運載器控制計算機采用雙冗余設計。 

2、水下運載器雙余度控制計算機特征優(yōu)勢

雙機冗余系統(tǒng)有三種備份方式，即熱備份、冷備份和溫備份。三種備份方式各有優(yōu)缺點，需要根據(jù)不同的使用場合采取不同的備份方式。水下運載器控制計算機需要具備高可靠性和不間斷運行能力，所以采用熱備份的備份方式。主機和備機同時處于加電工作的狀態(tài)，當主機發(fā)生故障時，由檢測和切換開關控制備機替代主機繼續(xù)工作，從而提高了系統(tǒng)的實時性和可靠度。

（1）硬件結構：采用雙段CPCI背板結構，在一個機箱內實現(xiàn)雙余度通道的全備份模擬；風冷散熱方式，電子元器件；螺旋式減振彈簧，最大限度減輕系統(tǒng)受到外界的沖擊和振動影響，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；選用高性能電源濾波器和通風截止波導板，保證良好的電磁兼容性能。

（2）軟件結構：系統(tǒng)運行在高實時性、穩(wěn)定性的VxWorks實時操作系統(tǒng)下，并基于系統(tǒng)網(wǎng)絡實現(xiàn)雙機同步和通信。

（3）控制算法開發(fā)環(huán)境：實現(xiàn)了由Matlab Simulink圖形設計環(huán)境，到多處理器代碼自動生成的全流程支持。

（4）雙網(wǎng)熱備：主備機使用反射內存網(wǎng)作為主同步通道，使用以太網(wǎng)作為備用同步通道。

3、系統(tǒng)結構

雙冗余熱備份計算機雙機在系統(tǒng)啟動后都處于正常工作狀態(tài)，但是同時只有一臺計算機對一個外圍設備進行輸出控制，當一臺計算機故障時，另一臺計算機接管對外設的輸出控制功能。

4、應用領域

水下運載器雙余度控制計算機用于計算機控制水下運載器。