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一種多余度飛控系統故障恢復方法與流程

文檔序號:37127505發布日期:2024-02-22 21:41閱讀:35來源:國知局
一種多余度飛控系統故障恢復方法與流程

本發明屬于飛控系統,尤其涉及一種多余度飛控系統故障恢復方法。


背景技術:

1、在多余度飛管/飛控系統中,飛管/飛控計算機作為核心控制部件,負責系統的余度管理工作。余度管理負責系統中各部件、子系統的故障檢測、隔離和重構;同時,為了增強系統中部件、子系統的可用性,系統需要對已故障的部件進行檢測,如果曾經故障的部件、子系統已恢復正常,系統可以在合適的時機繼續使用。

2、這種將曾經故障的部件、子系統重新加入到正常信號的過程稱之為恢復。故障恢復時,必然帶來監控器的重構,此時需確保恢復不引起系統大的瞬態變化;恢復可能成功也可能失敗,但即使恢復失敗也不應產生比原故障更嚴重的問題。因此需要考慮恢復的時機和條件;在多個故障共存時,需要考慮恢復的順序;在多余度系統中,還需要考慮各通道恢復的一致性。


技術實現思路

1、本發明解決的技術問題:本發明提出了一種多余度飛控系統故障恢復方法,可實現對多余度飛控系統多種故障的有序恢復,減小系統瞬態變化,提高信號可用性;即使恢復失敗也仍然能確保系統的安全性、不會產生更嚴重的后果。

2、為達到上述目的,本發明采用如下技術方案予以實現。

3、一種多余度飛控系統故障恢復方法,所述方法應用于包含:飛控計算機以及設置在飛機座艙內的恢復請求開關、恢復請求燈的架構中;所述方法包括:

4、s1,確定故障信號恢復序列;

5、s2,當發生可恢復故障后,飛控計算機點亮恢復請求燈,以提示飛行員存在可恢復故障;由飛行員根據所執行任務及飛機狀態決定是否請求恢復故障以及何時請求恢復故障;所述恢復請求開關為多余度開關;

6、s3,按照所述故障信號恢復序列逐個嘗試恢復故障信號;

7、s4,確定故障信號是否恢復成功。

8、進一步的,s1具體為:

9、s11,被依賴的信號應該排在依賴信號之前以確保同一次請求可將所有可恢復信號恢復完畢;確定的恢復序列為:信號1、信號2,……,信號n;n為總的信號數;

10、s12,每次只能嘗試恢復一個信號,確定的信號恢復序列為:信號1.a、信號1.b……信號1.m、信號2.a、信號2.b……信號2.m、信號3.a、信號3.b……信號3.m、……、信號n.a、信號n.b……信號n.m;其中,m為余度數。

11、進一步的,s3具體為:

12、s31,查看信號1.a是否故障,如果信號1.a未故障則查看下一個信號1.b;否則按照信號1的類型進行嘗試恢復,如果若干次嘗試均成功則認為1.a恢復成功,重構監控器將信號1.a加入監控器中;如果嘗試失敗,則本信號恢復失敗;不管成功還是失敗,本信號恢復結束;

13、s32,查看信號1.b是否故障,如果信號1.b未故障則查看下一個信號1.c;否則按照信號1的類型進行嘗試恢復,如果若干次嘗試均成功則認為1.b恢復成功,重構監控器將1.b加入監控器中;如果嘗試失敗,則本信號恢復失敗;不管成功還是失敗,本信號恢復結束;

14、s33,以此類推繼續查找,直到信號1的最后一個余度;

15、s34,以此類推繼續查找信號2的各個余度是否故障,再查找信號3的各個余度是否故障,直到最后一個信號的最后一個余度。

16、進一步的,當所述多余度飛控系統為四余度集中式架構飛控系統時,s1,確定故障信號恢復序列,具體為:平尾指令-a通道,平尾指令-b通道,平尾指令-c通道,平尾指令-d通道;方向舵指令-a通道,方向舵指令-b通道,方向舵指令-c通道,方向舵指令-d通道;俯仰桿指令-a通道,俯仰桿指令-b通道,俯仰桿指令-c通道,俯仰桿指令-d通道;腳蹬指令-a通道,腳蹬指令-b通道,腳蹬指令-c通道,腳蹬指令-d通道;滾轉速率-a通道,滾轉速率-b通道,滾轉速率-c通道,滾轉速率-d通道;偏航速率-a通道,偏航速率-b通道,偏航速率-c通道,偏航速率-d通道;法向加速度-a通道,法向加速度-b通道,法向加速度-c通道,法向加速度-d通道;側向加速度-a通道,側向加速度-b通道,側向加速度-c通道,側向加速度-d通道;輪載開關-a通道,輪載開關-b通道,輪載開關-c通道,輪載開關-d通道;改平開關-a通道,改平開關-b通道,改平開關-c通道,改平開關-d通道;迎角-a通道,迎角-b通道,迎角-c通道,迎角-d通道;動壓-a通道,動壓-b通道,動壓-c通道,動壓-d通道;作動器電子故障-a通道,作動器電子故障-b通道,作動器電子故障-c通道,作動器電子故障-d通道;作動器液壓故障。

17、進一步的,當所述多余度飛控系統為四余度集中式架構飛控系統時,s3,按照所述故障信號恢復序列逐個嘗試恢復故障信號,具體為:

18、查看信號平尾指令-a通道是否故障,如果未故障則查看下一個信號平尾指令-b通道;否則按照信號1的類型進行嘗試恢復,如果若干次嘗試均成功則認為平尾指令-a通道恢復成功,重構監控器將平尾指令-a通道加入監控器中;如果嘗試失敗,則本信號恢復失敗;不管成功還是失敗,本信號恢復結束;

19、查看信號平尾指令-b通道是否故障,如果未故障則查看下一個信號平尾指令-c通道;否則按照信號1的類型進行嘗試恢復,如果若干次嘗試均成功則認為平尾指令-b通道恢復成功,重構監控器將平尾指令-b通道加入監控器中;如果嘗試失敗,則本信號恢復失敗;不管成功還是失敗,本信號恢復結束;

20、以此類推繼續查找,直到平尾指令-d通道;

21、以此類推繼續查找方向舵指令的各個余度是否故障,再查找俯仰桿指令的各個余度是否故障,直到作動器液壓故障。

22、進一步的,s4,確定故障信號是否恢復成功,具體為:

23、輸出指令類,包括平尾指令、方向舵指令;恢復成功準則為:連續600ms輸出指令的通道測量值與第一表決值的差值小于滿量程的3%;第一表決值為多余度輸出指令信號經過選擇計算后的結果;

24、模擬輸入類,包括俯仰桿指令、腳蹬指令、動壓、迎角、偏航速率、滾轉速率、法向加速度、側向加速度;恢復成功準則為:連續450ms本通道cpu有效且通道測量值與第二表決的值差值小于滿量程的8%;第二表決值為多余度模擬輸入信號經過選擇計算后的結果;

25、離散輸入類,包括輪載開關和改平開關;恢復成功準則為:連續300ms本通道交叉數據鏈路傳輸ccdl有效且通道測量值與第三表決值相同;第三表決值為多余度離散輸入信號經過選擇計算后的結果;

26、作動器故障類,包括作動器電子故障、作動器液壓故障;恢復方法為:發送作動器復位指令;恢復成功準則為:150ms后讀取作動器有效性,若有效則恢復成功,否則恢復失敗。

27、進一步的,當所述多余度飛控系統為三余度分布式架構時,s1,確定故障信號恢復序列,具體為:平尾指令-a通道,平尾指令-b通道,平尾指令-c通道;方向舵指令-a通道,方向舵指令-b通道,方向舵指令-c通道;俯仰桿指令-a通道,俯仰桿指令-b通道,俯仰桿指令-c通道;腳蹬指令-a通道,腳蹬指令-b通道,腳蹬指令-c通道;滾轉速率-a通道,滾轉速率-b通道,滾轉速率-c通道;偏航速率-a通道,偏航速率-b通道,偏航速率-c通道;法向加速度-a通道,法向加速度-b通道,法向加速度-c通道;側向加速度-a通道,側向加速度-b通道,側向加速度-c通道;輪載開關-a通道,輪載開關-b通道,輪載開關-c通道;改平開關-a通道,改平開關-b通道,改平開關-c通道;迎角-a通道,迎角-b通道,迎角-c通道;動壓-a通道,動壓-b通道,動壓-c通道;作動器控制器故障;電動油門控制器故障。

28、進一步的,當所述多余度飛控系統為三余度分布式架構時,s3,按照所述故障信號恢復序列逐個嘗試恢復故障信號,具體為:

29、查看信號平尾指令-a通道是否故障,如果未故障則查看下一個信號平尾指令-b通道;否則按照信號1的類型進行嘗試恢復,如果若干次嘗試均成功則認為平尾指令-a通道恢復成功,重構監控器將平尾指令-a通道加入監控器中;如果嘗試失敗,則本信號恢復失敗;不管成功還是失敗,本信號恢復結束;

30、查看信號平尾指令-b通道是否故障,如果未故障則查看下一個信號平尾指令-c通道;否則按照信號1的類型進行嘗試恢復,如果若干次嘗試均成功則認為平尾指令-b通道恢復成功,重構監控器將平尾指令-b通道加入監控器中;如果嘗試失敗,則本信號恢復失敗;不管成功還是失敗,本信號恢復結束;

31、以此類推繼續查找直到平尾指令-c通道;

32、以此類推繼續查找方向舵指令的各個余度是否故障,再查找俯仰桿指令的各個余度是否故障,直到電動油門控制器故障。

33、進一步的,s4,確定故障信號是否恢復成功,具體為:

34、輸出指令類,包括平尾指令、方向舵指令;恢復成功準則為:連續600ms輸出指令的通道測量值與第一表決值的差值小于滿量程的3%;第一表決值為多余度輸出指令信號經過選擇計算后的結果;

35、模擬輸入類,包括俯仰桿指令、腳蹬指令、動壓、迎角、偏航速率、滾轉速率、法向加速度、側向加速度;恢復成功準則為:連續450ms本通道cpu有效且通道測量值與第二表決的值差值小于滿量程的8%;第二表決值為多余度模擬輸入信號經過選擇計算后的結果;

36、離散輸入類,包括輪載開關和改平開關;恢復成功準則為:連續300ms本通道交叉數據鏈路傳輸ccdl有效且通道測量值與第三表決值相同;第三表決值為多余度離散輸入信號經過選擇計算后的結果;

37、二級控制器故障類,作動器控制器和電動油門控制器;恢復方法為:向二級控制器發送復位指令;恢復成功準則為:240ms后讀取二級控制器相關故障的有效性,若有效則恢復成功,否則恢復失敗。

38、本發明通過飛機系統級軟硬件協同的方式解決了飛管/飛控系統故障恢復的難題。采用嚴格定義的故障恢復序列確保恢復過程的確定性;恢復序列的設計處理了信號之間的依賴關系,從而獲得恢復過程的高效性;恢復查找過程能夠確保每次最多僅恢復一個信號余度,減小系統的瞬態變化/抖動;為不同類型信號設置對應的恢復方法和恢復準則體現出恢復策略的靈活性;人機交互設計考慮了飛行場景的多樣性,給予了飛行員充分的選擇權,體現了對飛行員的尊重和關懷。

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