文档介绍：南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
数控技术是燃气轮机控制的一个发展方向,数字电子控制器则是燃气轮机数控系统
的一个核心部件。基于自主研制燃机数控系统的出发点,同时为了提高数字电子控制器
的灵活性、实时性以及可靠性,本文提出一种基于 DSP 的三余度数字电子控制器设计方
案,并加以工程实现。
论文以某舰用燃机数控系统为研制目标,分析了数字电子控制器的总体功能及性能
需求,对余度技术及 DSP 的应用进行了可行性论证,确定了一种基于 TMS320F2812 双 DSP
和三余度的控制器结构,并从控制器模块划分、可靠性、电磁兼容性以及软件设计思想
等方面进行了总体设计。
对控制器中核心控制模块、信号处理模块、公共处理模块、独立超转模块以及典型
传感器信号处理电路等关键环节的设计进行了详细论述,分析了电路原理,对电路中重
要参数进行了计算和分析,最终开发成功控制器硬件平台。
根据燃机数控系统软件开发需求,论文开展了基于 DSP 的嵌入式系统软件开发环境
研究,并根据前后台实时软件设计思想,对系统软件的任务模块进行了规划,设计了基
础接口软件,为控制器的系统软件开发建立了条件。
通过半物理仿真试验,重点验证了控制器硬件平台的外部接口能力、控制通道的处
理能力、通道切换重构能力。试验结果表明,该数字电子控制器实时性好、工作稳定可
靠,达到了预期设计要求,可以用于对某型舰用燃机的数字控制。
关键词:燃气轮机,数控系统,数字电子控制器,DSP,余度,嵌入式实时系统,半物
理仿真
i
基于 DSP 的燃机三余度数字电子控制器设计
Abstract
The technology of digital control represents a development trend of gas turbine control,
and a digital electronic controller is the core unit in a gas turbine control system. Based on the
point of developing gas turbine control system independantly, and improving the flexibility,
real time capability and reliability of the digital electronic controller, this paper proposed a
kind of design scheme based on DSP with triplex redundancy, which has been actulized in
engineering.
As an object of sdutying digital control system of gas turbine used on naval ship, this
paper analyzes the demands of function and performance of digital electronic controller,
discusses the feasibility of redundancy technology and application of DSP. Then this paper
establishes a structure of digital electronic controller based on double DSP-TMS320F2812
and triplex redundancy and the digital electronic controller is totally designed from the
aspects of structure design, module patition, reliability, patibility and
software design.
The design idea is discussed about core module, signal processing module, independent
overspeed module and typical sensor signal processing circuit in the digital electronic
controller. The principle of circuit is analyzed and the param