高空长航时无人机飞控机容错技术研究

高空长航时无人机对飞行控制计算机提出了高可靠性要求,使用余度容错飞控计算机是提高安全可靠性的重要途径之一。从系统的可靠性指标出发,兼顾系统体积、重量、成本和余度管理方式,提出了一套结合通道自监控和比较监控双因子的飞控计算机方案,该方案规避了n模冗余结构表决器单点故障的缺陷,满足无人机高可靠、低成本、扩展性强等要求;针对高空长航时无人机多等级余度飞控系统,提出一种基于核心参数完整性的通道有效性方法,该方法中主备传感器可靠性模型由整机余度模型优化为分级余度模型。最大限度的提高系统的资源利用率,有效提高飞控计算机的容错能力,同时也提高了传感器子系统的可靠性。运用故障注入技术对飞控系统进行测试,试验结果表明该方法能够有效提高系统故障覆盖率和故障隔离率。

三余度飞控计算机关键技术研究及工程实现

针对小型飞行器飞控计算机可靠性指标要求,介绍了运用余度技术提高其可靠性与容错能力的方法,提出了采用三余度技术保证飞控计算机可靠性的设计方案,通过选择合适的冗余模式,建立了三余度飞控计算机的架构模型,经过详细分析与研究各模块结构,给出了余度策略、同步算法、表决面选取等关键技术工程实现的硬件电路与软件流程,仿真验证与试验结果表明,该方案设计合理,不仅较好地完成了飞控计算机的余度管理任务,而且有效地保证了系统的可靠性与容错能力。

容错飞控系统中关键技术设计及工程实现

容错技术能够提高飞行控制系统的可靠性及安全性,介绍飞行控制系统三大组成部分(机载计算机、传感器、伺服机构)的容错技术;描述机载计算机的余度的架构、通道同步及交叉链路传输技术、故障检测、仲裁技术,双余度传感器数据选取及伺服机构重构容错;给出了关键技术的硬件电路与软件流程,经过大量的测试及半实物仿真试验,结果表明该飞行控制系统容错方案设计合理可行,在满足航电系统方案的前提下有效地保证了控制系统的可靠性与容错能力。

双CAN总线的机载网络控制器设计

基于航空电子综合化的要求,提出一种新的航电互联方案,结合小型飞行器多传感器和小数据量特点设计一种机载共享式网络。采用DSP作为处理器,SJA1000进行双CAN扩展,使用6N137进行信号隔离,并使用PCA82C250作为CAN控制器接口芯片,进行网络控制器的硬件设计;网络通讯协议采用应答式交换数据,在此基础上,对软件流程和代码进行设计;半物理仿真实验结果表明该系统运行良好,能够满足小型飞行器控制网络的实时性与多结点要求;同时系统具有可靠性高与开放性等特点。

基于AMBA总线的独立CAN控制器的IP核设计与实现

介绍一种设计基于AMBA总线的CAN控制器IP核的方法,使用VHDL硬件描述语言实现挂接在AMBA APB总线上的CAN控制器的设计;设计的控制器IP核支持CAN2.0协议,实现了CAN2.0的数据链路层协议以及部分物理层协议,设计的控制器能发送CAN2.0协议中的各种帧,具有完善的检错、纠错的能力,并且提供仅听模式和复位模式的工作方式,总线时序参数可配置。同时搭建了CAN总线系统测试平台,用设计IP核作为CAN节点的控制器完成测试验证,测试结果表明IP核成功实现了CAN控制器的功能。

基于Smart Fusion的小型无人机数据采集与处理系统的设计

针对小型无人机对航电系统的重量、体积、功耗的高要求,提出了一种采用新型芯片SmartFusion设计的小型无人机数据采集与处理系统。新型芯片由微控制器子系统(MSS)、可编程模拟部分和ProASIC FPGA组成。采用硬件描述语言(VHDL)完成总线控制器电路的IP设计,实现了数据采集与处理系统的高度集成性,给出电路设计原理图。多次飞行结果表明,各模块设计合理,系统运行稳定。该方案符合系统小型化、高精度、数字化发展趋势,具有很好的应用前景。