● 摘要
燃气轮机控制领域里，数字控制器以其灵活、可靠、运算能力强、能够充分发挥发动机的潜力等诸多优点，已成为主流控制方式。其中三冗余数字控制器，被应用的尤为广泛。 本文主要完成了“三冗余控制器”的各项底层核心算法的研究和软件实现，并进行的有关的各项测试。“三冗余控制器”由三个完全相同的控制通道构成，每个控制通道的硬件系统由两片TI公司的TMS320F2812 DSP及其外围电路组成，其中一片定义为主DSP，主要用于控制律计算、控制量输出、通信、同时兼顾部分数据采集；另一片定义为从DSP，用于数据采集、通信、冗余数据管理以及部分控制量输出。三个控制通道同步工作，当某一控制通道出现故障时，能够对故障通道进行隔离和监视并向上位机报警，当其故障消除时，能够重新加入工作。对各数据采集通道能够进行实时监控，对出现错误的采集量进行跟踪记录，当连续出错超过规定时间，则向上位机发送出错报告。整个系统共有三种工作模式：单冗余模式、双冗余模式、三冗余模式。三种模式之间的转换是无缝的，根据系统的工作情况，自动切换。软件系统是在TI公司的集成开发环境CCS2.1平台上用C++代码编写的，并针对两块DSP任务的不同，进行了分别优化。两套DSP软件程序均采用模块化结构，由“时序逻辑及任务调度模块”、“数据采集模块”、“通信模块”、“余度数据处理模块”、“控制律计算模块”、“结果输出模块”、“过程数据保存模块”等模块优化组合构成。整个系统较单冗余和双冗余系统具有更高的可靠性和更好的维护性。并针对系统的特点，对整个控制器进行全面的测试，达到了各项设计指标。一次通过了委托开发单位的考核验收，取得了良好的运行效果。