推荐星级：

道路空-地图像探测控制器可靠性增长设计

更新时间：2019-12-24 17:04:05 大小：3M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：图像探测控制器 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

可靠性历来是航空航天领域关注的焦点之一,可靠性增长是产品设计过程中不断完善的迭代过程,但大多工作都局限于概念或顶层框架的研究,未涉及具体工程实现.以道路空——地图像探测控制器可靠性增长设计为背景,提出了一种基于电路优化的可靠性增长综合设计方法.通过分析控制器硬件电路结构,建立了可靠性结构模型与数学模型,根据模型分析结论对控制器基本可靠度较低的D/A结构驱动电路进行了优化,设计了一种基于动态可编程电压比较器的新型驱动电路.通过可靠性评估,优化后控制器的基本可靠性理论上增长了33.2％.进一步的环境应力筛选等可靠性验证试验表明:通过可靠性增长设计后,控制器不仅满足了系统功能与性能指标及可靠性要求,而且体积、重量、成本等综合性能也得到了提高.

部分文件列表

文件名	大小
道路空-地图像探测控制器可靠性增长设计.pdf	3M

立即下载

【关注视频号领20积分】【关注公众号立即送20积分】

部分页面预览

（完整内容请下载后查看）

2016年6月

2016

西北工大学学

June

of Northwestem

Joumal

第34卷第3期

V01．34 No．3

Pol”echnical University

道路空一地像探控制器可靠性增

晨，胡永

(西北工大学，西西安710072)

摘要：可靠性来是航空航天域关注的焦点之一，可靠性增

程，但大多工作都局限于概念或框架的研究，未涉及具体工程

控制器可靠性增背景，提出了一种基于化的可靠性增

构，建立了可靠性构模型与数学模型，根据模型分析

行了化，了一种基于

是

品

程中不断完善的迭代

。以道路空— — 地像探

方法。通分析控

路

合

制器硬件

的D／A

路

控制器基本可靠度

低

可

构

路

可

程

比

器的新型

路。通

靠性估，化后控制器的基本可靠性理上增了33．2％。一步的

表明：通可靠性增后，控制器不

重量、成本等合性能也得到了提高。

境

力

等可靠性

足了系功能与性能指及可靠性要求，而且体

、

关

中

：控制器；可靠性；可靠性增分析；可靠性

号：TN41，rrP33 文献：A 文章号：1000— 2758(2016)03．0399— 05

分

志

与地一地像探相比，空一地像探具有探

广、无需考地面遮、响速度快、探

如

1所示，控制器共分 4个元，分

CPU 元、元、元和供

其中CPu 元的作用是接收外部指令，

数字平控制量；元的功能是将CPU

成控制象可以的控制

是

范

平

元。

出

后

果准确性高的

。而安装在道路探型无人机上

元

的

像探控制器担着控制像探的各种

出的控制量

平

；

功能，不

保

地面道路情况准确采集，同

能保

元将外部的准Rs232 平

的TTL 平；供元将机 +12

障有效源的合理利用，所以道路空一地像探

控制器在无人机系中具有非常重要的地位。由于

CPu可

各

元所需

控制器具体工作

。

型无人机重不超 10 kg，因此控制器的体

mm×85 mm×20

要

程

外部控制指令

人cPu 元，完成

被控

平

出

求不超 65

的同

可靠性不足要求，因此必

¨1以足小型化与高可靠性指要求。

小型化并非的功能集成与减小体

量，其关是确保完成各功能与性能指

mm。目前用于无人机

元的

后

机

品

能

足功能需求，但体重量与

行可靠性增

控制平，

后

像机源、焦距、光

其

圈、

器等行控制。

，照相机源、快和机天与功率放大

重

的

技

控制器

被控

象

一一一

像机}

照相机!

功放I

前提下提高控制器的可靠性。

控制

— J＼

控制

入

—

出

爿羹鞣H裂H }二

天

⋯ -J

1控制器路构

供

元

根据控制器可靠性建模流程，首先控制器

路

构

行分析。

1控制器

路构

收稿日期：2015— 09．16

基金目：国家自然科学基金(61134004)

助

作者介：晨(1991一)，西北工大学士研究生，主要从事信息工程与控制的研究。

万方数据

第34卷

西北工大学学

可靠性增

的方法。

2控制器可靠性建模

3控制器可靠性增

控制器

路

构，下面建立控制可靠性

3．1可靠性增

根据

元中找出具有化空的元路

分析

构与构模型，需在控制器4个

行可靠性增

构模型和数学模型。

路

2．1控制器串模型

上述

路

构与工作程表明，然控制器各

。

4个

平

元

路分析如下：

元：只有一个ADM202E

元相互独立，但其工作程是密相的，而且控

平

制器各功能模不存在冗余

，即其中任一

元

芯片与其外适配路，没有化空

；

出

故障控制器均不能正常工作，然可靠性模

型属于串模型。

· cPu 元：

用系旧j 的，

元是基于8051 片机最小

最

的

路

成，没有

合

串

1与串模型定，控制器可靠性

模型，如 2所示。

构

化空

；

模型

· 供

+12V

定+5

元：第一

+5V

性

模

LM7805将

机

将

，第二

±12

模

r11SH0512D

，没有化

2控制器串模型

构

空

；

元

路：芯片数量多，占用控制器体

2．2数学模型

式中：尺，(￡)

重量比例大，以控制zoom

路

例，如

根据可靠性理

串

模型其

数学模型

3a)所示，

。

元具有化空，可行可靠性增

(1)

尺，(￡)=兀尺。(￡)

然，采用减少控制器元数量的方法是不可

系

可靠度；R(f)

元数。

2可知，控制器由4个

元可靠度；凡

行的。在其余3个元可靠度无法提高的情况下，

成系

由

的

只能通提高

性”J，也就是

元可靠度提高系整体可靠

元

成，所以凡=

元

路行化。

4，即道路空一地像探控制器的可靠性数学模

3．2

元

路化

型

3a)所示，

有

品zoom

元路，

(2)

R；(￡)=nR。(f)

k。当片机收到控制

中尺。=R。=15 k，R。=7．5

zoom指令，通 P0口 D／A的数据 DO～D7

写人数字量行D／A ：当地址0xxxH(P2．

7)写人FFH ，K 出 +5 V(zoom out)；写入

7FH ，K 出 O V(Zoom

根据控制器的工作程，当控制器上工作

，

各个元同

器整体工作

启

工作，每个元工作

与控制

相同，且每个元的工作寿命服从

stop)；写入00H ，K

指数分布，因此控制器可靠性数学模型可表示

出

一5 V(Zoom in)。

3a)中，

(3)

元

尺。(￡)=兀尺i(￡)=e

‘

像机一种控制功能的

‘2

路用了1片D／A，2个运算放大器，那么，3种控制功

能共需要3片D／A，6个运算放大器，即2片四

运放。

式中：A；=∑A。；A。

系故障率(1几)；A。

故障率(1／^)。

根据(2)式分析可得，控制器可靠度各个

元可靠度的乘，系可靠性与串元数量多少

有关，即串元数越多，可靠度越低。也就是要么

减少元数量提高控制器可靠度，要么提高各

可靠度从而提高控制器可靠度。控制器

分析，求一种适合于控制器

通

像机使用

明

，像机控制

V、O V、+5

量

一5

3种状

，无中

，然浪

性

化。所以用D／A

源，此考采用一种数字开关量

控制的方法。

由于运算放大器搭建的器的重要用途

器

元

3种功能三

必

各

元

路

行

比

万方数据

第3期

晨，等：道路空一地像探控制器可靠性增

道4 K，其果 0 V、+5 V、一5 V、0V。

比表l与 4，二者完全合。也就是比

适合zoom需要的三控制量即可

，用片机的2个L／0端口

程：分出00H、01H、10H 3种

器

人

足

要求。

入端屹、K

比

器

行

状

，即可得到O V、+5 V、一5 V的3种

控

制量。

化前

自

片机I／o r-吃

L。％

化后

zoom

路原理

之一就是作

模

路与数字路的匹配路，因

一功能。

此

化方法采用

比器

可

程

比

器仿真

果

片机出控制平只有ⅣL 2种形式(+5

V、0

V)，所以无哪种平作基准

，都只能

像机一种功能

比器的基准

然，化后的可

像机zoom的三

像机其他功能Focus(焦距)和Aperture(光圈)

均可采用此

程

比

器

路完

出2种控制信号，不能

全能

足

控制要求，那

的三控制，因此，可以把

么

的

化的

的高／低(肜L)

基准

，即利用片机的L／O口

基准程，从而

思路如 3b)所

出

路

。

平

行

的

化控制。具体

4可靠性估与

k。

示，中尺1=R2=尺3=R4=10

将

3b)中各

阻

代入

比

器

入／

4．1可靠性增

估

出

得

之的关系式(4)中

比

路

化前 3a)和化后 3b)，

在芯片数量上，1路控制功能减少了1片D／A

芯片，3路控制功能减少了3片D／A 芯片，同

构也得到了化，印制路板省了体

足了控制器体要求。

卜弦(· + )熹K㈩

入／

出

关系如表1所示。

路

表l

Ⅳ

出

比

关系

空

，

由于是道路空一地像探控制器行改

，所以只能采用元器件数法 2种

路

的可靠性行分析比，依据可靠性理，基本可靠

性表示

㈣

MⅢ=忐

一步

入／

4中，通道1、2分

3b)中

路

行仿真，用仿真示波

果如 4所示。

K、K，其中K 入的

式中：MTBF

式中：A嬲

系

的平均无故障

H^o

器

察

出

(6)

Gs=∑Ⅳ。AGi7rq

激励

V、0 V、+5 V、+5 V(

平

L、L、

系

的

失效率；Aa 第i种元器件的

V、+5 V、

H、H)的周期信号；K 入的激励

通用失效率；仃。。第i种元器件的通用量系数；M

V、+5 V(

平 L、H、L、H)的周期信号；通

万方数据

全部评论(0)

暂无评论

评论赚积分>>

上传资源上传优质资源有赏金

最新上传

打赏
30日榜单

21ic下载打赏310.00元 3天前

用户：gsy幸运
21ic下载打赏310.00元 3天前

用户：小猫做电路
21ic下载打赏310.00元 3天前

用户：zhengdai
21ic下载打赏310.00元 3天前

用户：liqiang9090
21ic下载打赏100.00元 3天前

用户：kk1957135547
21ic下载打赏80.00元 3天前

用户：sun2152
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：WK520077778
21ic下载打赏60.00元 3天前

用户：铁蛋锅
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：w1966891335
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：xuzhen1
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：w178191520
21ic下载打赏70.00元 3天前

用户：xzxbybd
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：1111111ffgg
21ic下载打赏20.00元 3天前

用户：不觉明了
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：happypcb
21ic下载打赏10.00元 3天前

用户：Asronomy
21ic下载打赏10.00元 3天前

用户：jason1011
21ic下载打赏10.00元 3天前

用户：sfgplj123
21ic下载打赏10.00元 3天前

用户：cooldog123pp
21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：USART串口信息接收 stm32cubemx keil教程开发详细步骤原创
21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：USART发送 stm32cubemx keil教程开发详细配置步骤原创

21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：电阻电容封装库
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：typec to sata 原理图+PCB
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：STM32蜂鸣器播放音乐与呼吸灯
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：STM32F103有源蜂鸣器唱歌
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：ABC逻辑综合工具源码
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：微带低通滤波器ad版 PCB资料，可直接生产
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：SDL2发布版源码
21ic下载打赏320.00元 3天前

用户：小猫做电路
21ic下载打赏320.00元 3天前

用户：zhengdai
21ic下载打赏320.00元 3天前

用户：liqiang9090
21ic下载打赏320.00元 3天前

用户：gsy幸运
21ic下载打赏110.00元 3天前

用户：WK520077778
21ic下载打赏50.00元 3天前

用户：sun2152
21ic下载打赏50.00元 3天前

用户：w178191520
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：xuzhen1
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：xzxbybd
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：w993263495
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：w993263495
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：w1966891335

道路空-地图像探测控制器可靠性增长设计

资料介绍

部分文件列表

部分页面预览

相关下载

全部评论(0)

热门标签

最新上传

热门下载

推荐下载

专栏首页