[發明專利]一種飛行器電氣控制容錯系統及故障決策方法

在審

• 申請號: 201710385957.6
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107037732A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 劉芳;薛健
• 申請（專利權）人: 北京航天新風機械設備有限責任公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙)11360
• 代理人: 賈曉玲

技術領域

本發明涉及一種電氣控制可靠性設計系統中的容錯系統，適用于航空飛行器。

背景技術

飛行器電氣控制系統執行地面或機上綜合信息處理系統的電氣控制命令，實現機載設備的供電、轉電、斷電等功能并對供電情況進行監測，采集供電狀態、供電電壓等信息，并及時對異常狀態進行處理和系統保護，是實現飛行器上各個設備安全可靠的電氣控制的關鍵系統。

容錯設計是一種近20年來快速發展起來的可靠性設計方法，是指當系統中的某一部分損壞時，通過故障檢測、修復、重構等手段使系統能夠繼續正常運行。該技術應用于對可靠性、穩定性、安全性要求較高的系統，如原子能發電控制系統、航空航天控制系統等。因此將容錯設計應用于飛行器電氣控制系統對于提高其可靠性具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，采用一種新的容錯系統，針對飛行器電氣控制中的系統及單元供電控制提高其可靠性。

本發明的技術解決方案：一種飛行器電氣控制容錯系統，其特征在于：容錯系統由地面/機上綜合信息處理系統和飛行器電氣控制裝置組成；地面/機上綜合信息處理系統與飛行器電氣控制裝置相連接，向其發送模擬量和數字量控制信號，并接收飛行器電氣控制裝置的數字量自檢信號；飛行器電氣控制裝置與機載設備相連接，為其提供供電信號；地面/機上綜合信息處理系統與機載設備相連接，接收其反饋的機載設備檢測信號；

所述的飛行器電氣控制容錯系統中的地面/機上綜合信息處理系統包含故障檢測系統和故障決策系統；故障檢測系統的輸入端與機載設備反饋的狀態信號相連接，故障檢測系統的輸出端與故障決策系統是輸入端相連接，對檢測的信號進行狀態或閾值判斷，對于開關信號判斷其狀態是否正常，對于值信號(如電壓或電流信號)判斷其值是否在正常閾值范圍內；故障決策系統與飛行器電氣控制裝置內的數字信號處理器及通訊模塊和模擬量控制信號驅動模塊相連接，依據故障檢測結果和數字量自檢信號進行故障決策；

所述的飛行器電氣控制容錯系統中的飛行器電氣控制裝置包含模擬量控制信號驅動模塊、數字量控制信號驅動模塊、供電控制模塊、信號檢測模塊、數字信號處理器及通訊模塊；模擬量控制信號驅動模塊與數字量控制信號驅動模塊的輸出端與供電控制模塊的輸入端相連，可單獨或同時驅動供電控制模塊；供電控制模塊包含系統供電控制模塊和單元供電控制模塊，均分別采用并聯冗余設計，供電控制模塊輸出系統供電狀態檢測信號、系統供電電壓檢測信號、單元供電狀態檢測信號、單元供電電壓檢測信號至信號檢測模塊，輸出供電信號至各個機載設備；信號檢測模塊對被檢測信號進行電氣隔離、電平轉換和A/D轉換處理后發送至數字信號處理器及通訊模塊；

一種飛行器電氣控制容錯系統的故障決策方法，其特征在于：地面/機上綜合信息處理系統中的故障決策系統依據故障檢測結果和數字量自檢信號執行故障決策流程；故障決策流程首先判斷設備供電電壓是否正常，若正常則判斷電氣控制裝置自檢結果是否正常，若不正常則依次判斷系統/單元供電狀態檢測結果和系統/單元供電電壓檢測結果，然后依據以上結果判斷故障模式并采取相應的措施。

本發明的原理：采用可靠性設計中的容錯設計方法，在飛行器電氣控制系統中建立模擬量控制通道和數字量控制通道并行的電氣控制方式，控制執行機構采用冗余設計，并在電氣控制裝置中構建數字量自檢回路，與地面/機上綜合信息處理系統共同構成故障檢測及故障決策的大回路。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)數字量控制方式采用數字通訊方法，減少了系統間的信號線，傳輸信息更加豐富，還能采用軟件方法提高信號傳輸的可靠性，但硬件電路需要的元器件種類較多，集成度較高；相比之下模擬量控制方式更加簡潔和迅速，但由于信號線過多降低了系統的可靠性；因此將這兩種方式并行使用可形成優勢互補。

(2)在電氣控制裝置中構建自檢回路設計，可對電氣控制情況進行實時監測并及時采取補救措施。

(3)采用簡潔、高效的故障決策方法對故障進行快速定位并及時采取措施。

附圖說明

圖1為本發明的原理框圖，

圖2為本發明的故障決策流程。

具體實施方式

圖1給出了飛行器電氣控制設備容錯系統的原理框圖，包括地面/機上綜合信息處理系統和飛行器電氣控制裝置。其中，地面/機上綜合信息處理系統包含故障檢測系統和故障決策系統。飛行器電氣控制裝置包含數字信號處理器及通訊模塊、模擬量控制信號驅動模塊、供電控制模塊和信號檢測模塊。