[發明專利]一種無人直升機的航電系統

在審

• 申請號: 201711090632.1
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107861377A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 蒙志君;張明
• 申請（專利權）人: 東莞北京航空航天大學研究院
• 主分類號: G05B9/03
• 分類號: G05B9/03
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 張艷美

1.一種無人直升機的航電系統，包括飛行控制管理計算機、導航分系統、測控分系統、任務分系統、伺服分系統、供電分系統和平臺管理分系統，其特征在于

所述的飛行控制管理計算機采用1個標準的ATR機箱，為雙余度設計，即采用主—備工作方式，通過比較監控和自監控進行有效性判斷和余度切換；所述的導航分系統由導航設備、大氣數據計算機和無線電高度計組成，所述導航設備通過設置主用導航和備用導航實現無人直升機直升機姿態采集雙余度設計，無人直升機高度測量采用三余度設計；所述的測控分系統由地面指揮控制設備和鏈路設備組成，采用冗余設計，具有C波段、UHF波段及衛星通訊三套鏈路設備；所述的任務分系統按照系統任務功能的需求，由飛行控制管理計算機通過RS422/232控制其任務的執行和數據的存儲，并將任務的執行情況有效的反饋給平臺監測系統；所述的伺服分系統由舵機控制器及5個通道的舵機組成，所述舵機控制器采用數字式雙余度設計，上電后主通道處于工作狀態，備通道處于隨動狀態，所述舵機采用電氣雙余度配置，具備電氣一次故障工作的能力；所述的供電分系統主要由配電盒、發電機和蓄電池組成，采用交聯方式設計，所述發電機工作時，可向用電設備供電并給所述蓄電池充電，所述發電機出現故障停止供電時，自動轉為所述蓄電池供電；所述的平臺管理分系統由平臺狀態監測模塊、發動機控制模塊及相關傳感器和控制器組成。

所述的飛行控制管理計算機通過RS422接口與各分系統航電設備直接通信，并通過舵機控制器對舵機指令信號處理；所述的供電分系統通過配電線纜與各分系統及所述的飛行控制管理計算機之電源模塊單元相連。

2.如權利要求1所述的一種無人直升機的航電系統，其特征在于：所述的飛行控制管理計算機之處理器選用高性能PowerPC處理器，通過標準的CPCI總線協議交換數據，并包括有18路RS422接口、6路RS232接口、16路A/D采集通道(含脈沖輸入2路)、16路DI和8路DO。

3.如權利要求1所述的一種無人直升機的航電系統，其特征在于：所述的導航設備中主用導航和備用導航采用不同的設備，無人直升機在飛行中主要依靠主用導航進行姿態和航線的控制，主用導航出現永久性故障時則啟用備份導航系統。

4.如權利要求1所述的一種無人直升機的航電系統，其特征在于：無人直升機高度測量手段包括無線電高度計、大氣數據計算機及GPS計算高度。無人直升機在低空飛行時主要依靠無線電高度計，飛行過程中若無線電高度計出現故障則采用大氣數據計算機的高度數據或GPS計算高度，而機場內出現無線電高度計故障影響降落時，則使用GPS計算高度引導著陸；無人直升機進入高空飛行時通過大氣數據計算機測量高度，若大氣數據計算機出現故障則采用GPS計算高度。

5.如權利要求1所述的一種無人直升機的航電系統，其特征在于：所述的測控分系統之三套鏈路設備中C波段鏈路設備和UHF波段鏈路設備負責遙控、遙測數據的傳輸，二者為主、備關系。當主鏈路設備出現故障時，備鏈路確保無人直升機遠距離遙控、遙測數據的可靠傳輸。當主、備鏈路均出現故障時，則通過衛星通訊設備進行信號傳輸實現直升機能安全返航。

6.如權利要求1所述的一種無人直升機的航電系統，其特征在于：所述的伺服分系統中舵機控制器與各舵機間通過專配的線纜相連，舵機控制器設有與各舵機通用的接口單元，用于傳送舵機位置控制指令和反饋舵機位置數據。

7.如權利要求1所述的一種無人直升機的航電系統，其特征在于：所述無人直升機航電系統還包含有控制軟件，分為系統層、系統管理層、應用模塊層和數據接口層4個層次，其中所述系統層采用Vxworks實時操作系統，所述系統管理層包括優先級管理、時鐘管理、任務管理和故障管理，所述應用模塊層主要為一些任務功能模塊，包括數據采集模塊、飛行管理模塊、飛行控制模塊、載荷控制和數據輸出模塊等，所述數據接口層為各模塊對應接口的處理函數，其通過標準I/O接口與各傳感器及功能模塊進行有效的數據交互。