基于EtherCAT的機載測試系統(tǒng)時間數(shù)據(jù)采集模塊硬件設計及冗余技術研究.pdf

1、機載測試系統(tǒng)負責采集飛機飛行過程中的各種模擬量、數(shù)字量及其子系統(tǒng)的飛行特性數(shù)據(jù)，并對采集的數(shù)據(jù)進行存儲、分析、處理和遙測等。大型飛機的快速發(fā)展，對飛行測試提出了更高的要求，傳統(tǒng)的PCM機制已不能滿足日益增長的測試需求。實時工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT性能優(yōu)越，能滿足機載測試系統(tǒng)對實時性、高速率、同步性和可靠性等多方面的要求。如何把EtherCAT網(wǎng)絡與機載測試系統(tǒng)有機結合，是當前研究的重點，同時也是后期進一步提高性能以及批量生產(chǎn)并投入使用

2、的前提條件和可靠保證。
　　 本文結合實驗室承擔的科研項目----“基于實時以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)關鍵技術研究、實現(xiàn)與驗證”，重點研究機載測試系統(tǒng)時間數(shù)據(jù)采集模塊的硬件設計和提高機載測試系統(tǒng)通信可靠性的冗余方案。機載測試系統(tǒng)要實現(xiàn)時間同步，首先要有一個與外部時間同步的基準，其次要有一種方法確保其他采集器與時間基準同步。本文討論的時間數(shù)據(jù)采集模塊在系統(tǒng)中作為時間基準，系統(tǒng)中的其他模塊與其同步。該模塊具有通用性和可靠性，能采集來自GP

3、S、IRIG-B和IEEE1588的時間，確保外部時鐘源的質量和連續(xù)性；時間采集模塊與外部時鐘源同步后，系統(tǒng)按照EtherCAT分布時鐘機制使其他從站和主站與該模塊同步。對基于EtherCAT技術的機載測試系統(tǒng)而言，可靠性極其重要，因為一旦系統(tǒng)中間某條鏈路或某個從站出現(xiàn)故障，將影響故障點后續(xù)所有從站的正常通信。本文介紹了基于TwinCAT軟件實現(xiàn)主站的冗余技術，并搭建測試系統(tǒng)對其進行驗證，實驗結果表明當出現(xiàn)鏈路或網(wǎng)卡單點故障時，從站通信