飞行控制计算机余度管理策略研究_王琴.pdf

《飞行控制计算机余度管理策略研究_王琴.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、文章编号:1009－2552(2012)06－0060－05中图分类号:TP391．7文献标识码:A飞行控制计算机余度管理策略研究王琴，陈欣，吕迅竑(南京航空航天大学自动化学院，南京210016)摘要:为满足系统可靠性指标的要求，采用了余度技术，研制了双通道余度飞行控制计算机。在该研究对象的基础上，进行了一种硬件冗余和软件管理的余度管理策略的研究和设计，提出了多余度信号监控表决算法、基于CAN总线的故障检测机制和系统重构与恢复的方法。故障注入实验表明，样例余度飞行控制计算机在遇到故障时能够实时检测出故障，诊断故障类型，并对故障进行处理，完成系统重构，提高了飞行控制系统的任务可靠性，保证无

2、人机的飞行安全。关键词:无人机;飞行控制计算机;余度管理;CAN总线ResearchonredundancymanagementforflightcontrolcomputerWANGQin，CHENXin，LVXun-hong(SchoolofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract:Tomeettherequirementofreliability，theredundanttechnologyisadoptedandadualchan

3、nelredundantflightcontrolcomputerisdeveloped．Forthisresearchobject，akindofredundancymanagementstrategybasedonredundanthardwareandsoftwaremanagementisdesigned．Inthisredundancymanagementstrategy，monitoringandvotingstrategiesoftheredundantsignal，faultdetectionanddiagnosisbasedonCANbus，failurereconst

4、ructionandrecoverymethodsareraised．Thefaultinjectionexperimentsshowthat，whenfaultishappened，sampleredundantflightcontrolcomputercandetectanddiagnosethefaultreal－time，alsohandlingfaultandreconstruction．ItimprovesthereliabilityofflightcontrolsystemandensuresthefightsafetyofUAV．Keywords:UAV;flightco

5、ntrolcomputer;redundancymanagement;CANbus0引言提高整机可靠性很难完全满足系统可靠性的要求，在现代战争中，对无人机高空长航时的要求也且付出的成本代价很大，因此国内外研制的新型飞行控制计算机都是在尽量选择高可靠性元器件的基越来越高，典型代表如美国的“全球鹰”、“捕食者”础上，采用了余度技术来满足系统可靠性指标要等，由于高空长航时无人机的飞行高度高，续航滞空［4－6］求。时间长，使得飞行控制系统在任务执行期间发生故［1］1飞行控制计算机余度配置设计障的概率将大大增加，因此对无人机飞行控制系统的可靠性提出了更高的要求。而飞行控制计算机1．1可靠性分析是飞

6、行控制系统的核心部件，担负着飞行控制系统余度飞行控制计算机可靠性评价是系统性能评的数据采集、导航与控制律解算、任务管理等重要任价很重要的一个方面。可靠性是指在正常使用的情［7］务，因此飞行控制计算机性能水平直接影响到飞行况下，系统在规定时间里完成规定功能的能力。控制系统的稳定性并对无人机系统的飞行性能和可样例余度计算机需要满足以下可靠性指标的要求:［2－3］靠性起着至关重要的作用。收稿日期:2011－12－14飞行控制计算机可靠性是其性能水平的一个重作者简介:王琴(1987－)，女，硕士研究生，研究方向为余度飞行控要衡量指标。由于采用单纯提高元器件的可靠性来制计算机设计与研究。—60—－

7、4无人机任务失效率:不大于1×10/飞行1．2飞行控制计算机余度配置结构小时。基于1．1节可靠性要求验证，确定采用的余度－9无人机损失失效率:不大于1×10/飞行结构为:4CPU双输入输出通道结构，其余度配置结小时。构框图如图2所示。故障容限:二次故障工作/三次故障安全。样例飞行控制计算机由四种功能单元和电源模块组成，四种功能单元为:中央处理单元、开关量接口单元、串口量接口单元和模拟量接口单元。为满足可靠性指标的要求，拟采取一种4C