飞行控制系统故障诊断与重构技术研究

对于高空长航时无人机高性能要求,提出一种多等级余度飞行控制系统;结合飞行控制系统各组成部分的结构特点,给出了传感器信号的余度信号管理技术,机载计算机通道故障诊断与仲裁技术;伺服子系统故障隔离和控制分配重构技术;试验结果表明该飞行控制系统故障诊断与重构方案设计合理可行,不仅较好地完成了飞行控制系统的余度管理任务,而且有效提高了故障检测率抑制了虚警,保证了系统的可靠性与容错能力.     

一种2×2架构容错计算机的设计与实现

飞行控制系统对飞行控制品质和飞行安全有着重要作用,飞控计算机作为飞行控制系统的核心部件,对安全性和可靠性提出了很高的需求,容错计算机通过管理余度资源完成控制任务,有效解决了系统故障时安全模式的策略问题。设计的容错计算机采用2×2余度架构,主控计算机通过安全指示电路向热备份计算机输出状态信号,用以标明释放控制输出权,单台计算机内主控通道和监控通道的功能不完全对等,每个通道基于3个硬件功能区和2个软件配置项完成计算机的基本功能。测试结果表明,该架构的容错计算机较好地完成了预期目标。     

民机飞控计算机余度设计及可靠性分析

为了确保飞行控制系统的任务可靠性和安全可靠性,国外先进民机飞行控制计算机均采用余度技术。非相似余度技术采用完全不同的硬件和软件组成余度通道,产生和监控飞行控制信号,可避免多通道余度系统共性故障的产生,达到较高的可靠性。文中针对非相似余度设计技术,深入研究波音和空客飞机飞控计算机的余度技术,分析其飞控系统的可靠性,再根据我国的技术实力和研发能力,提出了我国民机飞控计算机余度设计的一种方案,并且用可靠性理论进行了验证。     

三余度飞控计算机关键技术研究及工程实现

针对小型飞行器飞控计算机可靠性指标要求,介绍了运用余度技术提高其可靠性与容错能力的方法,提出了采用三余度技术保证飞控计算机可靠性的设计方案,通过选择合适的冗余模式,建立了三余度飞控计算机的架构模型,经过详细分析与研究各模块结构,给出了余度策略、同步算法、表决面选取等关键技术工程实现的硬件电路与软件流程,仿真验证与试验结果表明,该方案设计合理,不仅较好地完成了飞控计算机的余度管理任务,而且有效地保证了系统的可靠性与容错能力。     

一种机载容错多微机系统结构

前言 近年来我们着手考虑机载分布式计算机系统及容错计算机结构,并以机载容错计算机的研制作为开端,首先应用于飞行控制系统,从系统结构上采用容错和冗余技术达到高可靠性。同时兼顾到与数字式航空电子信息系统的接口,采用MIL-STD-1553B多路传输数据总线。从系统结构上也考虑到今后机载分布式系统的发展趋势,希望通过该容错计算机的研制     

四余度容错计算机系统结构及其可靠性分析

在飞行控制系统中，飞行控制计算机起着核心作用，要求具有极高的可靠性，整个系统的失效率要求小于10^-8/小时，为了满足此要求，飞控计算机系统一般采用余度技术，本文结合工程实践，讨论了一个高性能四余度容错计算机的系统结构，建立了考虑系统瞬态故障恢复和多故障处理能力的多阶马尔科夫可靠性模型，并给出了数学计算结果。。     

三余度飞控系统余度管理算法设计与实现

利用余度技术可以很好提高飞行控制计算机系统的可靠性和容错能力;余度设计的的故障容错能力主要是通过系统的余度管理来实现的;在对余度管理算法进行了深入研究的前提下,结合嵌入式实时操作系统VxWorks的特点,详细描述了三余度飞控计算机系统余度管理算法的设计流程,采用这样的设计使得系统结构紧凑,大大提高了系统的实时性和安全性要求.     

一种新型无人机机载计算机同步策略研究

机载计算机是无人机的核心部件,其可靠性高低直接决定了系统的安全;余度技术作为机载计算机可靠性设计的一项重要手段,对提高系统的应变能力,实现故障隐蔽以消除故障,改善系统性能有十分重要的作用;但是在余度技术中不同通道之间会存在一定的时钟误差,如果不进行处理将会使其无法达到无缝切换,从而影响系统的安全;在对机载计算机内部通道间不同步的原因进行详细分析的基础上,提出了一种软、硬件相结合的同步算法,并以三余度机载计算机为例进行了实际测试;测试结果证明该策略实现简单、同步效果好,异步度完全满足系统要求且付出的软、硬件代价小,显著提高了全系统的可靠性及可维护性。     

三余度飞行控制计算机FlexRay节点通信设计

飞行控制计算机是飞行控制系统的核心组成部分,为进一步提高中小型无人机的安全可靠性,采用了软、硬件结合的三余度管理技术;首先采用模块化的设计思想,设计了系统三余度飞行控制计算机的硬件架构,包括串口、开关量、模拟量、CAN和FlexRay总线以及外扩SRAM等硬件资源;然后设计余度管理策略,该部分提出了软件表决和硬件仲裁两级余度管理思想;此外,为克服传统CAN总线负载量和通信速率等方面的不足,引入了FlexRay总线通信技术,并详细分析了总线通信数据流,设计了基于FlexRay的总线通信机制;最后进行半物理仿真实验,验证FlexRay总线通信功能,验证结果表明设计方案合理可行;设计的三余度飞行控制计算机硬件集成性高且易扩展升级,FlexRay总线通信功能也满足设计需求,具有很高的应用价值。     

基于智能解析余度的容错飞控系统设计

常规的解析余度容错方法容易受到不确定因素和随机干扰的影响,本文以飞行控制系统为研究对象,提出基于智能解析余度的容错飞行控制系统设计方案,使用径向基神经网络的在线学习和全局逼近的性能,建立飞行控制系统传感器之间的解析余度关系,利用不相同传感器之间的解析关系进行残差分析从而进行传感器的故障隔离与信号重构.这样有效地抑制了测量噪声和模型不确定性.应用某型飞机进行仿真,实现了传感器的在线故障隔离与重构,验证了该方法的有效性.