适用于无人机高可靠性飞行控制的计算机系统技术方案

本发明专利技术提供一种适用于无人机高可靠性飞行控制的计算机系统，包括至少两个计算机通道和与其分别相对应的飞行控制总线，其中，至少两个计算机通道互相独立且结构相同；对于任一个计算机通道，包含指令支路和监控支路，两个支路同步运行，指令支路包括第一处理器和第一总线接口，并通过第一总线接口与该通道所对应的总线连接；监控支路包含第二处理器和第二总线接口，并通过第二总线接口与该通道所对应的总线连接，在该计算机通道的输入端和输出端分别设立第一表决面和第二表决面，分别用于对两个支路的输入数据以及指令支路和监控支路输出的解算结果进行表决处理。本发明专利技术提供的计算机系统可以有效提高飞控计算机和飞行控制系统的可靠性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
适用于无人机高可靠性飞行控制的计算机系统
本专利技术涉及一种适用于无人机高可靠性飞行控制的计算机系统，尤其适用于对高空长航时无人机的飞行进行可靠性控制，属于飞行控制

技术介绍
飞行控制系统是无人机的核心系统，而飞行控制计算机是飞行控制系统的核心关键设备，其可靠性指标要求极高，特别是针对高空长航时无人机。当前在高空长航时无人机领域多采用相似余度技术设计的例如双余度或者三余度飞行控制计算机，相对于无余度飞行控制计算机大大提高了可靠性，但是单采用相似余度技术会存在共模故障导致引发雪崩式灾难的问题，此外，现有的相似余度无人机飞行控制计算机还多存在运算结果准确性不受监控的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种适用于无人机高可靠性飞行控制的计算机系统，能够解决现有技术由于飞行控制中所存在的共模故障、运算结果准确性缺乏监控所导致的对无人机飞行无法进行可靠性控制的技术问题。本专利技术技术解决方案：本专利技术提供一种适用于无人机高可靠性飞行控制的计算机系统，包括至少两个计算机通道和与至少两个计算机通道分别相对应的飞行控制总线，其中，与至少两个计算机通道分别相对应的飞行控制总线互相独立，至少两个计算机通道互相独立且结构相同，并分别与各自所对应的总线进行电连接以及从所对应的总线上采集数据和输出数据；对于任一个计算机通道，其包含指令支路和监控支路，指令支路和监控支路同步运行，指令支路包括第一处理器和第一总线接口，并通过第一总线接口与该通道所对应的总线连接；监控支路包含第二处理器和第二总线接口，并通过第二总线接口与该通道所对应的总线连接，此外，在该计算机通道的输入端和输出端分别设立第一表决面和第二表决面，分别用于对指令支路和监控支路的输入数据以及指令支路和监控支路输出的解算结果进行表决处理。进一步地，对于任一个所述的计算机通道，指令支路和监控支路采用主从式配置，其中，默认状态为指令支路输出最终解算结果，监控支路通过第一表决面和第二表决面对指令支路输入数据和输出的解算结果进行处理和监控。进一步地，所第一表决面采用平均值方法处理采集的数据以使指令支路和监控支路的输入数据保持一致。进一步地，第二表决面的表决算法采用阈值判断方法，其中，当指令支路和监控支路输出的解算结果之差的绝对值不超过设定阈值，则认为表决通过，输出指令支路的解算结果；反之，则认为表决不通过，此时则关闭相应通道的数据输出。进一步地，设定阈值为不超过指令支路输出的解算结果的1/10或监控支路输出的解算结果的1/10。进一步地，述第一处理器为DSP处理器，第二处理器为PowerPC处理器。进一步地，DSP处理器和PowerPC处理器分别运行不同的飞行控制软件。进一步地，与所述至少两个计算机通道分别相对应的飞行控制总线均采用1553B总线。应用本专利技术提供适用于无人机高可靠性飞行控制的计算机系统，作为本专利技术一项主要之处在于，采用相似余度技术和非相似余度技术相结合、异步运行与同步运行并存的方法，其中，至少两个相互独立、结构完全相同的计算机通道同时异步运行，向各自总线向外传输数据，可以有效隔离单通道故障对整个飞行控制系统的影响，并且，单个计算机通道内采用两个同步运行的计算机支路，两个支路采用不同设计可有效消除采用相同设计所带来的潜在共有缺陷，综合达到消除共模故障的目的。作为本专利技术另一项重要之处在于，在计算机通道的数据输入端设立表决面，保证了指令支路和监控支路输入数据的一致性；而且在输出端设立另一个表决面，检测运算结果的正确性，保证了软件算法的正确性，综合保证了系统运算的准确性。综上，本专利技术以上设计可以有效提高飞控计算机和飞行控制系统的可靠性和安全性。附图说明所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了根据本专利技术实施例提供的飞行控制计算机系统的结构示意图；图2示出了根据本专利技术实施例提供的计算机通道内两支路同步逻辑示意图；图3示出了根据本专利技术实施例提供的输入数据表决过程示意图；图4示出了根据本专利技术实施例提供的输出监控表决过程示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。如图1所示，本专利技术实施例提供一种适用于无人机高可靠性飞行控制的计算机系统，包括至少两个计算机通道和与至少两个计算机通道分别相对应的飞行控制总线，其中，至少两个计算机通道分别相对应的飞行控制总线互相独立，至少两个计算机通道互相独立且结构相同，并分别与各自所对应的总线进行电连接以及从所对应的总线上采集数据和输出数据；对于任一个计算机通道，其包含指令支路和监控支路，指令支路和监控支路同步运行，指令支路包括第一处理器和第一总线接口，并通过第一总线接口与该通道所对应的总线连接；监控支路包含第二处理器和第二总线接口，并通过第二总线接口与该通道所对应的总线连接，此外，在该计算机通道的输入端和输出端分别设立第一表决面和第二表决面，分别用于对指令支路和监控支路的输入数据以及指令支路和监控支路输出的解算结果进行表决处理。应用本专利技术提供适用于无人机高可靠性飞行控制的计算机系统，采用相似余度技术和非相似余度技术相结合、异步运行与同步运行并存的方法，其中，至少两个相互独立、结构完全相同的计算机通道同时异步运行，向各自总线向外传输数据，可以有效隔离单通道故障对整个飞行控制系统的影响，并且，单个计算机通道内采用两个同步运行的计算机支路，两个支路采用不同设计可有效消除采用相同设计所带来的潜在共有缺陷，综合达到消除共模故障的目的；此外，在计算机通道的数据输入端设立表决面，保证了指令支路和监控支路输入数据的一致性；而且在输出端设立另一个表决面，检测运算结果的正确性，保证了软件算法的正确性。作为本专利技术一种实施例，计算机系统包含两个计算机通道：计算机通道A和计算机通道B以及两路总线，其中，计算机A对外连接总线为A路1553B，且只能从该路总线上采集数据和输出数据，计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于无人机高可靠性飞行控制的计算机系统，其特征在于，所述系统包括至少两个计算机通道和与所述至少两个计算机通道分别相对应的飞行控制总线，其中，所述与至少两个计算机通道分别相对应的飞行控制总线互相独立，所述至少两个计算机通道互相独立且结构相同，并分别与各自所对应的总线进行电连接以及从所对应的总线上采集数据和输出数据；/n对于任一个所述的计算机通道，其包含指令支路和监控支路，所述指令支路和监控支路同步运行，所述指令支路包括第一处理器和第一总线接口，并通过所述第一总线接口与该通道所对应的总线连接；所述监控支路包含第二处理器和第二总线接口，并通过所述第二总线接口与该通道所对应的总线连接，此外，在该计算机通道的输入端和输出端分别设立第一表决面和第二表决面，分别用于对指令支路和监控支路的输入数据以及指令支路和监控支路输出的解算结果进行表决处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于无人机高可靠性飞行控制的计算机系统，其特征在于，所述系统包括至少两个计算机通道和与所述至少两个计算机通道分别相对应的飞行控制总线，其中，所述与至少两个计算机通道分别相对应的飞行控制总线互相独立，所述至少两个计算机通道互相独立且结构相同，并分别与各自所对应的总线进行电连接以及从所对应的总线上采集数据和输出数据；
对于任一个所述的计算机通道，其包含指令支路和监控支路，所述指令支路和监控支路同步运行，所述指令支路包括第一处理器和第一总线接口，并通过所述第一总线接口与该通道所对应的总线连接；所述监控支路包含第二处理器和第二总线接口，并通过所述第二总线接口与该通道所对应的总线连接，此外，在该计算机通道的输入端和输出端分别设立第一表决面和第二表决面，分别用于对指令支路和监控支路的输入数据以及指令支路和监控支路输出的解算结果进行表决处理。


2.根据权利要求1所述的一种适用于无人机高可靠性飞行控制的计算机系统，其特征在于：对于任一个所述的计算机通道，所述指令支路和监控支路采用主从式配置，其中，默认状态为指令支路输出最终解算结果，监控支路通过第一表决面和第二表决面对所述指令支路输入数据和输出的解算结果进行处理和监控。


3.根据权利要求1所述的一种适用于无人机高可靠性飞行控制的计算机系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢勇，马洪忠，陈林华，候营东，于海靖，吴琦，孙晓旭，
申请(专利权)人：海鹰航空通用装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11