| 题名 | FY－4多通道扫描成像辐射计二维扫描系统高性能控制器研究 |
| 作者 | 张强 |
| 答辩日期 | 2007-06-08 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 陈桂林 |
| 关键词 | Fy－4辐射计二维扫描系统 高性能控制器 避错技术 冗余技术 |
| 学位专业 | 物理电子学 |
| 英文摘要 | 多通道扫描成像辐射计（以下简称辐射计）是FY－4气象卫星上的主要载荷之一，其功能是对地扫描成像。为了满足FY－4辐射计的性能要求，将采用高精度二维低速扫描技术，其核心是电机驱动扫描镜的系统控制。因此，二维扫描控制器的性能将直接影响整个FY－4辐射计的工作状况。 控制器的主要工作是实时处理控制算法，因此，处理能力成为了衡量控制器性能的重要指标，高性能控制器应具备高处理能力。控制器在轨的实际控制效果，可能与设计要求存在差异，这略微的差异将影响整个FY－4辐射计的性能。因此，必须在保证控制器可靠性的前提下，通过改善控制器的控制效果，达到预期性能要求。太空中存在强粒子辐射，将影响FY－4辐射计二维扫描控制器的可靠性。围绕以上问题，本文进行了深入研究。其主要研究内容及成果归纳如下： 1．根据FY－4辐射二维扫描系统对控制器的性能要求，分别从高可靠性、高处理能力这两个方面，对控制器的设计方案进行了分析。综合两种方案的分析结果，最终确定了基于反熔丝FPGA的控制器实现方案。 2．完成了控制参数可远程在线修改的设计，其设计方案不影响控制器的可靠性，并附加了还原系统，以保证参数修改的可修复性。未来FY－4辐射计在轨工作，可以通过此设计调整其工作状况，增加了系统的灵活性，同时也保证了控制器的在轨性能。 3．设计并实现了三模块表决系统，采用此项冗余技术，可以保证控制参数修改的可靠性。但由于三模块表决系统存在一定缺陷，因此又对其附加了自修复系统，以保证控制参数修改的万无一失。 4．针对以上设计，提出了相应的测试方案，并搭建了软硬件测试平台，对其进行全面测试、验证，其结果达到了预期设计要求。并与仿真控制软件的仿真结果进行对比，二者的结果非常吻合。 本文设计的控制器在性能方面所具有的主要特点是：良好的抗辐射性，且硬件结构比通用处理器简单得多，保证了工作的可靠性。能够单周期完成32位的数据运算，并且可以多种运算并行处理。对整个控制算法的处理时间为13.5us，不但满足了系统采样频率62.5us的要求，而且比原有控制器（基于TMS320LF2407型号DSP实现的控制器）的43us处理时间缩短了3倍以上。通过本文的研究，可以大大提高二维扫描控制器的整体性能，为FY－4辐射计的研制工作起到一定的推动作用。并且，本文具有较高的工程应用价值，为实现复杂控制算法的快速处理开辟了新的道路。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-08-14 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4622]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张强. FY－4多通道扫描成像辐射计二维扫描系统高性能控制器研究[D]. 中国科学院研究生院. 2007. |
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