[發明專利]三冗余控制方法和系統

有效

• 申請號: 201810307344.5
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108345254B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 周振宇;徐建萍;胡浩;施雯;陸靈君
• 申請（專利權）人: 上海航天計算機技術研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種三冗余控制方法，其特征在于，應用在三冗余控制系統中，所述系統包括：驅動電路、三取二仲裁模塊，以及與所述驅動電路連接的三個數字信號處理器DSP模塊，三個DSP模塊之間通過內部CAN總線通信連接；所述方法包括：

三個DSP模塊分別生成心跳信號并發送給其他DSP模塊；

每個DSP模塊接收其他DSP模塊發送的心跳信號，并結合自身生成的心跳信號進行仲裁判斷，得到表征三個DSP模塊所處狀態的仲裁結果；

根據每個DSP模塊輸出的仲裁結果，從所述三個DSP模塊中確定當班的DSP模塊；

通過所述當班的DSP模塊向所述驅動電路發送使能控制信號；

通過結合心跳信號的判斷結果，根據優先級排序輸出仲裁結果，再根據輸出仲裁結果自主判斷是否當班；當班仲裁電路采用獨立的三取二電路，通過六管冗余選通電路進行使能，實現當班工作的方式；最后通過三取二電路的輸出是相序驅動電路的電源通斷使能端；其中，優先級按A模塊、B模塊、C模塊進行順序排列，由飛行軟件判斷優先級與心跳信號，輸出對各模塊的當班結果，飛行軟件通過總線裝訂的方式在DSP的片內Flash區寫入各模塊識別碼，確定各數字模塊的優先級。

2.根據權利要求1所述的三冗余控制方法，其特征在于，所述三個DSP模塊分別生成心跳信號并發送給其他DSP模塊，包括：

將三個DSP模塊按照優先級從高到低的順序記為：A模塊、B模塊、C模塊；

所述A模塊通過內部定時計數器生成第一心跳信號，并分別向所述B模塊、所述C模塊發送所述第一心跳信號；

所述B模塊通過內部定時計數器生成第二心跳信號，并分別向所述A模塊、所述C模塊發送所述第二心跳信號；

所述C模塊通過內部定時計數器生成第三心跳信號，并分別向所述A模塊、所述B模塊發送所述第三心跳信號。

3.根據權利要求2所述的三冗余控制方法，其特征在于，所述每個DSP模塊接收其他DSP模塊發送的心跳信號，并結合自身生成的心跳信號進行仲裁判斷，得到表征三個DSP模塊所處狀態的仲裁結果，包括：

所述A模塊根據自身生成的第一心跳信號，以及接收到的所述第二心跳信號、第三心跳信號進行仲裁判斷，得到表征三個DSP模塊所處狀態的第一仲裁結果；其中，所述第一仲裁結果包括：所述A模塊對自身是否當班的自判結果、所述B模塊判斷所述A模塊是否當班的結果、所述C模塊判斷所述A模塊是否當班的結果；

所述B模塊根據自身生成的第二心跳信號，以及接收到的所述第一心跳信號、第三心跳信號進行仲裁判斷，得到表征三個DSP模塊所處狀態的第二仲裁結果；其中，所述第二仲裁結果包括：所述B模塊對自身是否當班的自判結果、所述A模塊判斷所述B模塊是否當班的結果、所述C模塊判斷所述B模塊是否當班的結果；

所述C模塊根據自身生成的第三心跳信號，以及接收到的所述第一心跳信號、第二心跳信號進行仲裁判斷，得到表征三個DSP模塊所處狀態的第三仲裁結果；其中，所述第三仲裁結果包括：所述C模塊對自身是否當班的自判結果、所述A模塊判斷所述C模塊是否當班的結果、所述B模塊判斷所述C模塊是否當班的結果。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的三冗余控制方法，其特征在于，所述根據每個DSP模塊輸出的仲裁結果，從所述三個DSP模塊中確定當班的DSP模塊，包括：

當某一DSP模塊自判為當班的DSP模塊時，若存在至少一個其他DSP模塊判斷所述DSP模塊為當班模塊，則確定所述DSP模塊為當班的DSP模塊。

5.根據權利要求1所述的三冗余控制方法，其特征在于，還包括：

若三個DSP模塊中存在DSP模塊在預設的周期時長內未輸出心跳信號，或者三個DSP模塊中存在DSP模塊在預設的周期時長內未接收到心跳信號，則確定所述DSP模塊的故障類型，所述故障類型包括：硬件故障、飛行軟件故障、自判總線輸入故障、鏈路故障。

6.一種三冗余控制系統，其特征在于，包括：驅動電路、三取二仲裁模塊，以及與所述驅動電路連接的三個數字信號處理器DSP模塊，三個DSP模塊之間通過內部CAN總線通信連接；

所述三個DSP模塊，用于分別生成心跳信號并發送給其他DSP模塊；每個DSP模塊接收其他DSP模塊發送的心跳信號，并結合自身生成的心跳信號進行仲裁判斷，得到表征三個DSP模塊所處狀態的仲裁結果；

所述三取二仲裁模塊，用于根據每個DSP模塊輸出的仲裁結果，從所述三個DSP模塊中確定當班的DSP模塊；并通過所述當班的DSP模塊向所述驅動電路發送使能控制信號；通過結合心跳信號的判斷結果，根據優先級排序輸出仲裁結果，再根據輸出仲裁結果自主判斷是否當班；當班仲裁電路采用獨立的三取二電路，通過六管冗余選通電路進行使能，實現當班工作的方式；最后通過三取二電路的輸出是相序驅動電路的電源通斷使能端；其中，優先級按A模塊、B模塊、C模塊進行順序排列，由飛行軟件判斷優先級與心跳信號，輸出對各模塊的當班結果，飛行軟件通過總線裝訂的方式在DSP的片內Flash區寫入各模塊識別碼，確定各數字模塊的優先級。