有人驾驶飞行器自动飞行控制技术领域
背景技术:
在有人驾驶飞机上,自动飞行控制系统是一个复杂的系统,在保证飞行安全的前提下,要尽可能地利于驾驶或减轻驾驶负担。随着用户对自动飞行控制系统更高的任务可靠度要求,某型飞机自动飞行控制系统重要信号源在原来成熟的两套航电分系统基础上,又增加了两套新航电分系统,构成了四个余度配置,这就面临对四个信号源进行余度的处理。
现有典型的四余度处理技术为(1)四信号首先进行排序,得到最大值、次大值、次小值、最小值。(2)如果最大值和最小值之差未超限,则四信号均正常。(3)如果最大值和最小值之差超出门限,则计算四信号排序后相邻两信号的差值:delta1=最大值—次大值;delta2=次大值—次小值;delta3=次小值—最小值。(4)用delta1,delta2,delta3和门限值lim进行比较,其结果有8种状态,见表1:
表1 典型四余度处理技术八种状态选取
随着电子产品在航空领域的迅速发展,航电系统电子产品增加了故障自检测能力,在保证飞行安全的前提下,为了进一步提高自动飞行控制系统对航电信号源的可用性,在国内外典型的四余度处理技术进行了研究改进。
技术实现要素:
(一)发明目的
为了进一步提高自动飞行控制系统对航电信号源的使用安全性,采用数字化技术,根据工程特点,在现有典型的四余度处理技术基础上进行了研究了一种飞机自动飞行控制系统信号源处理技术。
(二)技术方案
一种飞机自动飞行控制系统信号源四余度处理方法
第一步:自动飞行控制系统分别识别4个航电信号源提供的工作状态离散量信号,若2个以上信号源正常,再进行第二步,否则终止信号源选取;
第二步:自动飞行控制系统分别识别4个航电信号源提供的数字量信号中的状态位信息,若2个以上信号源正常,再进行第三步,否则终止信号源选取;
第三步:自动飞行控制系统自身余度系统分别将接收到的信号源的信号发往对方,并对同一个信号源的信号进行互比确认,若2个以上信号源确认一致,再进行第四步,否则终止信号源选取;
第四步:经第一步、第二步和第三步确认后,若有4个信号源正常,则进行第五步;若有3个信号源正常,则进行第十步;若有2个信号源正常,则进行第十一步;
第五步:对4个信号源的所有同类信号分别首先进行排序,得到最大值、次大值、次小值、最小值,再进行第六步;
第六步:用最大值和最小值之差与工程门限阈值C进行比较,若未超过工程门限阈值C,则判定4个信号均正常,优先使用信号源1提供的信号,否则进行第七步;
第七步:对四个信号进行从大到小排序,再进行第八步;
第八步:按照delta1=最大值—次大值,delta2=次大值—次小值,delta3=次小值—最小值的方法,计算相邻两信号的差值,再进行第九步;
第九步:参考表2,分别用delta1,delta2,delta3和工程门限阈值C进行比较,并选取相应的信号源提供的信号;
表2 本发明中八种状态选取
第十步:对3个信号源进行大小排序,选取中间值信号。
第十一步:选取2个信号源的平均值。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明的有益效果是:充分利用了信号源系统自监控能力;采用自动飞行控制系统自身余度对信号源进行互比确认;考虑工程误差,分析信号误差对自动飞行控制系性能的影响,确 定了工程门限阈值C;将已知性能稳定的信号源设备设定为优先使用;设定信号筛选方法选取可用的信号源,将自动飞行控制系统的自监控扩展到信号源,包容和约束了工程误差,进一步提高了自动飞行控制系统对航电信号源的可用性。
附图说明
附图1为自动飞行控制系统信号源余度相关构型。
具体实施例方式
为了进一步提高自动飞行控制系统对航电信号源的使用安全性,本发明是通过以下技术方案实现的:
1自动飞行控制系统信号源余度相关构型
自动飞行控制系统信号源余度相关构型见附图1。
自动飞行控制系统是两余度配置,包括A通道和B通道,两个通道分别与航电分系统的四个信号源交联,分别接收四个信号源的离散量和数字量信号。
离散量信号是信号源自监控后提供的系统正常/故障的工作状态。
数字量信号主要包含测量的飞机各参数,以及各参数正确性的自诊断情况的状态(正常/故障)信息。
2余度处理技术
自动飞行控制系统通过利用航电信号源系统的自监控能力,将自身监控范围扩展到信号源系统。自动飞行控制系统通过识别信号源系统自监控后提供的系统工作状态“正常/故障”离散量信号和数字量信号中的状态位“信号正常/故障”,对四个信号源及信号进行初次剔除。
自动飞行控制系统通过利用自身余度,各余度分别将接收到的信号源的信号发往其它余度方,并对同一个信号源的信号进行互比确认,对四个信号源及信号进行再次剔除。
根据四个信号源自身信号测量精度、信号源设备工程安装制造误差等因素,分析信号源信号之间的差异情况,并结合数学仿真分析各测量信号与飞机实际差异对自动飞行控制的影响程度,设定信号源各信号的工程门限阈值C。
将已知性能稳定的两套航电信号源设备设定为优先使用信号源1和信号源2。
自动飞行控制系统对4个信号源提供的信号进行如下处理:
a)进行排序,得到最大值、次大值、次小值、最小值;
b)如果最大值和最小值之差未超限,则四信号均正常,优先使用信号源1提供的信号;
c)如果最大值和最小值之差超出门限,则计算四信号排序后相邻两信号的差值,delta1=最大值—次大值;delta2=次大值—次小值;delta3=次小值—最小值;
d)用delta1,delta2,delta3和工程门限阈值C进行比较,结合优先确定使用的信号源1和信号源2,给出8种状态的选择处理结果见表1。
表1 八种状态