基于嵌入式技术与现场总线的航天器热控制器的设计与实现

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航天飞行器(以下简称航天器)热控分系统是航天器的一个重要分系统，它的功能是将航天器的各类电子仪器与机械设备的温度控制在要求的范围内，以确保航天器在轨正常工作。现代航天器热控分系统普遍采用以被动热控为主、电加热主动热控为辅的设计方案，其中，电加热主动热控技术由独立工作的热控制器实现。
　　本文通过对热控制器应用功能的研究与分析，针对热控制器在温度数据采集、电加热器开关控制及数据通信方面的需求，提出了一种嵌入式技术与现场总线相结合的设计方案，并采用51系列单片机与CAN总线加以设计与实现。在温度数据采集方面，采用运算放大器与A/D转换器构成采样电路，并引入误差校正理论，以提高采样精度；针对电加热器的不同开关控制要求，设计了电子开关与机械开关两种不同结构的控制电路及其控制流程；在数据通信方面，提出了由总线控制器与报文收发器构成的CAN总线接口电路，并详细论述了与总线接口初始化、总线中断处理、总线数据收发相关的设计实现过程。针对热控制器嵌入式系统的软硬件设计方案，本文还探讨了系统在软硬件设计中采取的可靠性措施；并建立可靠性框图与可靠性数学模型，对系统可靠度进行评估；同时，通过一系列可靠性试验予以佐证。最后，通过热控制器在某型号航天器上的应用，验证了热控制器的方案设计。
　　本文研究工作的成果及意义在于，本文设计的热控制器能够在复杂多变的空间环境下，准确地采集航天器上各类仪器与设备的温度数据，满足不同的电加热器控制需求，并且通过CAN总线接口，与航天器中心计算机实现高速、可靠的数据通信。

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作者
刘辰旸;
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作者单位

上海交通大学;

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授予单位上海交通大学;
学科计算机技术
授予学位硕士
导师姓名夏雨人,赵锦君;
年度 2010
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类总线、通道;微处理机;
关键词
航天飞行器; 热控分系统; 现场总线; 温度控制; 嵌入式系统; 数学模型; 可靠性试验;

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