基于双CPU并行工作的多信息源冗余电力机车自动过分相系统

摘要

“基于双CPU并行工作的多信息源冗余电力机车自动过分相系统”是为了适应我国铁路建设的发展要求，实现电力机车的自动过分相，优化电力机车自动过分相的控制过程，延长机车设备的使用寿命，提高安全性能而研制的。 本系统立足于提高电力机车自动过分相过程的安全可靠性，采用多信息源冗余和双CPU并行工作的方式，结合嵌入式技术和现场总线技术，研究了仿人控制的电力机车自动过分相技术；整个系统能实时采集机车级位，并接收机车安全综合监测装置发送的公里标和速度等机车状态信息，结合地面埋点信息，实现仿人自动过分相，在关键的控制点和过程点进行声光报警提示。 文中介绍了该系统的整体结构、嵌入式技术的特点和发展状况、系统硬件的设计和软件的开发，以及采取的抗干扰措施等。论文重点论述了多信源冗余和双CPU并行工作的设计方案以及具体的控制算法。同时文中还介绍了嵌入式系统的实时性、多任务的工作原理、优先级分配方法等以及单总线器件的寻码方式和工作原理。 目前已经完成了整个系统的设计与调试工作，并在现场进行了试用。“基于双CPU并行工作的多信息源冗余电力机车自动过分相系统”是将嵌入式、双CPU结构和信息冗余等技术应用在列车控制方面的一种尝试，并取得了良好的效果，为自动过分相技术的发展提供了经验。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1绪论

1.1课题选定的背景及意义

1.1.1自动过分相的现实需要

1.1.2国内外自动过分相技术的发展概况

1.1.3课题的选定

1.2课题研究内容

2多信息源冗余双CPU并行的自动过分相系统的总体方案

2.1 uC/OS-Ⅱ嵌入式系统

2.1.1 uC/OS-Ⅱ嵌入式系统的简介

2.1.2 uC/OS-Ⅱ系统的技术优点

2.1.3 uC/OS-Ⅱ系统的移植

2.2自动过分相系统的功能介绍

2.3自动过分相系统的总体规划

2.3.1自动过分相系统的工作原理

2.3.2自动过分相系统的整体结构

3嵌入式系统开发

3.1嵌入式系统的概念与特点

3.1.1嵌入式系统的概念

3.1.2嵌入式系统的特点

3.2嵌入式系统的选择

3.2.1嵌入式系统的性能比较

3.2.2嵌入式系统的选择

3.3嵌入式系统的发展

4系统的硬件结构设计

4.1系统的硬件结构

4.1.1多信息源结构设计

4.1.2双CPU结构的硬件设计

4.2级位控制模块的硬件设计

4.2.1级位控制模块的功能介绍

4.2.2 A/D、D/A模块的选择

4.2.3模块的硬件设计

4.3主断路器控制电路的硬件设计

4.3.1主断路器控制电路功能介绍

5系统的软件设计

5.1系统的软件整体结构与功能

5.2 uC/OS-Ⅱ平台下的多任务编程

5.2.1多任务的划分

5.2.2多任务优先级的分配

5.2.3多任务的调度

5.2.4信号量

5.3各个任务模块的软件设计

5.3.1与机车安全综合监测装置通讯的任务

5.3.2级位操作任务

5.3.3主断路器操作任务

5.3.4预告埋点任务和CPU共享任务

5.4中断任务和出错处理

6系统抗干扰设计

6.1硬件抗干扰设计

6.2软件抗干扰设计

7总结与展望

参考文献

作者简历