水下運(yùn)載器雙余度控制計(jì)算機(jī)主要根據(jù)采集的信息，進(jìn)行運(yùn)載器姿態(tài)信息的解算，給作動單元輸出控制指令，是運(yùn)載器上最核心的部分。由于運(yùn)載器工作在無人值守的水下環(huán)境中，其上搭載的各個部件尤其是控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)容易受到外界環(huán)境的影響。

1、概述

水下運(yùn)載器控制計(jì)算機(jī)主要根據(jù)采集的信息，進(jìn)行運(yùn)載器姿態(tài)信息的解算，給作動單元輸出控制指令，是運(yùn)載器上最核心的部分。由于運(yùn)載器工作在無人值守的水下環(huán)境中，其上搭載的各個部件尤其是控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)容易受到外界環(huán)境的影響。控制計(jì)算機(jī)發(fā)生的一個微小的故障，輕則影響運(yùn)載器的正常工作，重則可能使整個運(yùn)載器失控，造成巨大的損失，這就要求控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有較高的性能和可靠性。

余度是需要出現(xiàn)兩個或兩個以上故障，而不是一個單獨(dú)故障，才引起既定不希望發(fā)生工作狀態(tài)的一種設(shè)計(jì)方法。余度設(shè)計(jì)是通過為系統(tǒng)增加多重資源，并實(shí)現(xiàn)對多重資源的合理管理，從而提高產(chǎn)品和系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì)方法。由于受到成本、體積、功耗、重量等客觀因素的影響，運(yùn)載器控制計(jì)算機(jī)采用雙冗余設(shè)計(jì)。 

2、水下運(yùn)載器雙余度控制計(jì)算機(jī)特征優(yōu)勢

雙機(jī)冗余系統(tǒng)有三種備份方式，即熱備份、冷備份和溫備份。三種備份方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)不同的使用場合采取不同的備份方式。水下運(yùn)載器控制計(jì)算機(jī)需要具備高可靠性和不間斷運(yùn)行能力，所以采用熱備份的備份方式。主機(jī)和備機(jī)同時處于加電工作的狀態(tài)，當(dāng)主機(jī)發(fā)生故障時，由檢測和切換開關(guān)控制備機(jī)替代主機(jī)繼續(xù)工作，從而提高了系統(tǒng)的實(shí)時性和可靠度。

（1）硬件結(jié)構(gòu)：采用雙段CPCI背板結(jié)構(gòu)，在一個機(jī)箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)雙余度通道的全備份模擬；風(fēng)冷散熱方式，電子元器件；螺旋式減振彈簧，最大限度減輕系統(tǒng)受到外界的沖擊和振動影響，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；選用高性能電源濾波器和通風(fēng)截止波導(dǎo)板，保證良好的電磁兼容性能。

（2）軟件結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)運(yùn)行在高實(shí)時性、穩(wěn)定性的VxWorks實(shí)時操作系統(tǒng)下，并基于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)雙機(jī)同步和通信。

（3）控制算法開發(fā)環(huán)境：實(shí)現(xiàn)了由Matlab Simulink圖形設(shè)計(jì)環(huán)境，到多處理器代碼自動生成的全流程支持。

（4）雙網(wǎng)熱備：主備機(jī)使用反射內(nèi)存網(wǎng)作為主同步通道，使用以太網(wǎng)作為備用同步通道。

3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

雙冗余熱備份計(jì)算機(jī)雙機(jī)在系統(tǒng)啟動后都處于正常工作狀態(tài)，但是同時只有一臺計(jì)算機(jī)對一個外圍設(shè)備進(jìn)行輸出控制，當(dāng)一臺計(jì)算機(jī)故障時，另一臺計(jì)算機(jī)接管對外設(shè)的輸出控制功能。

4、應(yīng)用領(lǐng)域

水下運(yùn)載器雙余度控制計(jì)算機(jī)用于計(jì)算機(jī)控制水下運(yùn)載器。