嵌入式大气数据系统压力故障监控处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于航空飞行器嵌入式大气数据系统技术领域，具体设及一种嵌入式大气 数据系统压力故障监控处理方法。
【背景技术】
[0002] 嵌入式大气数据传感系统（FADS)作为一种先进的大气数据系统，通过嵌入于飞行 器表面的一组压力孔感知绕流特性，据此解算出压力并最终获得气压高度、指示空速、马赫 数、升降速度、攻角、侧滑角等大气参数。相对于传统的大气数据系统（ADS)而言，FADS具 有集成度高等诸多潜在优势，当飞行器有高速、隐身等需求时，FADS更是具有不可替代的优 势。随着航空工业的飞速发展，近年来，FADS的应用得到了广泛的应用。
[0003] FADS系统虽然优点诸多，但构造复杂，因此如何提高系统的可靠性、提高系统的 鲁椿性、保证系统发生故障时降级后在某种程度上仍能使用，是FADS研究的重要内容，是 FADS真正能够工程化应用的重要保证。
[0004] 从设计而言，提高FADS的可靠性，可W通过硬件冗余、软件实时监控来实现，实际 应用中，可W通过硬件冗余和软件监控两种方式相结合的方式保证其可靠性。当硬件设计 确定后，通过软件监控是提高系统可靠性的有效方法。
[0005] FADS包括测压孔、压力管路、压力传感器、参数采集处理、参数解算、信号传输等环 节，因此出现测压孔堵塞、管路泄漏、压力传感器故障、采集处理电路故障、信号传输错误等 故障，均会导致系统最终故障。此外，还可能会出现因特殊气流环境造成测量的瞬时值或者 测量无效，所有该些均可能造成参数运算发散，并最终影响飞行控制。
【发明内容】
[0006] 本发明为了解决嵌入式大气数据传感系统（FAD巧出现测压孔堵塞、管路泄漏、压 力传感器故障、采集处理电路故障、信号传输错误等故障，导致系统最终故障；或因特殊气 流环境造成测量的瞬时值或者测量无效，造成参数运算发散，最终影响飞行控制的问题，提 供了一种嵌入式大气数据系统压力故障监控处理方法。
[0007] 本发明由如下技术方案实现：一种嵌入式大气数据系统压力故障监控处理方法， 包括如下步骤： (1) 利用风洞试验数据和飞行试验数据，依据测压孔十字布局，建立起每个测压孔压 力点的相关数据库，将相关数据库预装在嵌入式大气数据系统中。相关数据库是指该压力 点和与其有相关性的压力点的关系，且至少包含两个相关压力点； (2) 确定故障位置；观察测压孔压力点的压力值W及其变化时间；A.当压力值在压力 极限值1. 7-150kpa范围内且5s内变化在±15化a内或不变时，此时查询数据库中与该压 力点有关的关系数据，当不满足数据库表中的规律，认定为该压力点异常，即测压孔堵塞或 该管路泄漏；B.当压力值始终处于压力极限值1. 7-150kpa时，认定压力传感口或采集传感 口处理电路故障；C.通过对信号传输设置校验和并实时检查，剔除因信号传输误码导致的 错误数据； (3)最终得到的压力值出现一路或几路故障时，通过其余正常点的压力值使用最小二 乘曲线拟合法估算故障点的压力值，并利用估算后的压力值参与后续运算。
[000引所述相关数据库的建立方法为；依据测压孔十字布局，找出对对攻或侧滑角的影 响最大的至少S个压力点，然后在飞行包线内攻角全范围的压力点数据中，仿真分析确定 出压力点之间的相关数据库。
[0009] 本发明通过最终得到的压力值，对故障进行定位，所测压力值在极值范围内且5s 内变化很小时，可能是测压孔堵塞；压力值长时间内不变化时，可能是管路泄漏；压力值始 终处于极值，可能是压力传感器或采集处理电路故障；通过对信号传输设置校验和并实时 检查，剔除因信号传输误码导致的错误数据；最终得到的压力值出现一路或几路故障时， 通过其余正常的压力点值估计故障点的压力值，并利用估计后的压力值参与参数运算。本 发明中所利用风洞试验数据和飞行试验数据、对信号传输设置校验和并实时检查、最小二 乘曲线拟合法估算故障点的压力值，并利用估算后的压力值参与后续运算等均属于公知技 术，是本领域技术人员可W从现有技术中获知的。
[0010] 与现有技术相比；采用本发明所述方法，可W有效处理嵌入式大气数据系统测压 孔堵塞、管路泄漏、压力传感器故障、采集电路故障、信号传输错误、压力值故障等，为机载 系统提供合理的大气参数，从而有效提高嵌入式大气数据系统的实用性。
【附图说明】
[0011] 图1为压力故障点判断W及估算故障点压力值的流程图；图2为测压孔布局图； 图3为当确定故障点后，利用最小二乘法所拟合的曲线。
【具体实施方式】
[0012] 实施例1 ; 一种嵌入式大气数据系统压力故障监控处理方法，包括如下步骤： (1) 利用风洞试验数据和飞行试验数据，依据测压孔十字布局，建立起每个测压孔压 力点的相关数据库，将相关数据库预装在嵌入式大气数据系统中。相关数据库是指该压力 点和与其有相关性的压力点的关系，且至少包含两个相关压力点； (2) 确定故障位置；观察测压孔压力点的压力值W及其变化时间；A.当压力值在压力 极限值1. 7-150kpa范围内且5s内变化在±15化a内或不变时，此时查询数据库中与该压 力点有关的关系数据，当不满足数据库表中的规律，认定为该压力点异常，即测压孔堵塞或 该管路泄漏；B.当压力值始终处于压力极限值1. 7-150kpa时，认定压力传感口或采集传感 口处理电路故障；C.通过对信号传输设置校验和并实时检查，剔除因信号传输误码导致的 错误数据； (3) 最终得到的压力值出现一路或几路故障时，通过其余正常点的压力值使用最小二 乘曲线拟合法估算故障点的压力值，并利用估算后的压力值参与后续运算。
[0013] 所述相关数据库的建立方法为；依据测压孔十字布局，找出对对攻或侧滑角的影 响最大的至少S个压力点，然后在飞行包线内攻角全范围的压力点数据中，仿真分析确定 出压力点之间的相关数据库。
[0014] 测压孔布局如图1所示，风洞实验部分数据见表1。
[00巧]表1 ;
【主权项】
1. 一种嵌入式大气数据系统压力故障监控处理方法，其特征在于：包括如下步骤： (1) 利用风洞试验数据和飞行试验数据，依据测压孔十字布局，建立起每个测压孔压力 点的相关数据库，将相关数据库预装在嵌入式大气数据系统中；相关数据库是指该压力点 和与其有相关性的压力点的关系，且至少包含两个相关压力点； (2) 确定故障位置：观察测压孔压力点的压力值以及其变化时间：A.当压力值在压力 极限值I. 7-150kpa范围内且5s内变化在±150pa内或不变时，此时查询数据库中与该压 力点有关的关系数据，当不满足数据库表中的规律，认定为该压力点异常，即测压孔堵塞或 该管路泄漏；B.当压力值始终处于压力极限值I. 7-150kpa时，认定压力传感口或采集传感 口处理电路故障；C.通过对信号传输设置校验和并实时检查，剔除因信号传输误码导致的 错误数据； (3) 最终得到的压力值出现一路或几路故障时，通过其余正常点的压力值使用最小二 乘曲线拟合法估算故障点的压力值，并利用估算后的压力值参与后续运算。
2. 根据权利要求1所述的一种嵌入式大气数据系统压力故障监控处理方法，其特征在 于：所述相关数据库的建立方法为：依据测压孔十字布局，找出对对攻或侧滑角的影响最 大的至少三个压力点，然后在飞行包线内攻角全范围的压力点数据中，仿真分析确定出压 力点之间的相关数据库。
【专利摘要】本发明属航空飞行器嵌入式大气数据系统技术领域，为解决FADS出现测压孔堵塞、管路泄漏、压力传感器故障、采集处理电路故障、信号传输错误等故障，导致系统最终故障；或参数运算发散，最终影响飞行控制的问题，提供一种嵌入式大气数据系统压力故障监控处理方法。利用风洞试验和飞行试验数据，依据测压孔布局，确定压力点之间的相关矩阵，将相关矩阵预装在FADS中；通过最终得到的压力值，对故障定位，用最小二乘曲线拟合法估算故障点的压力值，利用估算后的压力值参与后续运算。有效处理测压孔堵塞、管路泄漏、压力传感器故障、采集电路故障、信号传输错误、压力值故障等，为机载系统提供合理的大气参数，有效提高嵌入式大气数据系统的实用性。
【IPC分类】G01L27-00, G01L15-00, G01M3-28
【公开号】CN104568295
【申请号】CN201410739192
【发明人】常悦, 王文龙, 岳俊, 陈文鋆, 赵林庆
【申请人】太原航空仪表有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月8日