一种电传飞行备份控制系统和方法技术方案

公开了一种电传飞行备份控制系统和方法。该电传飞行备份控制系统可包括备份传感器模块和耦合至备份传感器模块的备份控制计算机，备份控制计算机接收主控通道的状态信号，其中主控通道基于来自主控传感器模块的传感器信号生成控制命令以控制主控伺服作动模块，其中当备份控制计算机接收到的主控通道的状态信号指示主控通道失效时，备份控制计算机向备份传感器模块和备份伺服作动模块供电，并基于从备份传感器模块接收到的传感器信号生成控制命令以控制备份伺服作动模块。命令以控制备份伺服作动模块。命令以控制备份伺服作动模块。

【技术实现步骤摘要】
一种电传飞行备份控制系统和方法


[0001]本专利技术涉及飞行器领域，尤其涉及一种电传飞行备份控制系统和方法。

技术介绍

[0002]飞控系统是飞行器的飞行关键系统，对于飞行器安全至关重要。根据适航条款25.1309要求，单个失效无论概率大小不能导致灾难性后果。对于采用硬件冗余的电传飞控系统，如果存在同时导致主控系统和冗余系统无法正常工作的故障，可能导致整个飞控系统失效，即发生共模问题。共模问题会破坏冗余架构的独立性，因此，必须关注由于共模问题可能导致飞控系统失效的安全隐患。对于当前主流的飞机电传飞控系统，对共模对象进行备份是解决共模问题的一种有效措施。
[0003]在第一种备份方案中，可采用水平安定面配平作动器控制水平安定面、EMA控制两对扰流板的电备份方式。在第二种备份方案中，可采用副翼电备份，升降舵和方向舵液压作动器采用模拟线的备份方案，并且可选地采用双体系结构（2H/2E），从而具备独立的备份电源和控制模块。
[0004]第一种备份方案本质上是一种终极备份，更为简洁，然而备份能力较弱，仅具备短暂控制能力以等待飞控系统恢复。第二种备份方案具备持续安全飞行和着陆的能力，然而采用了复杂的余度配置和故障重构逻辑。
[0005]因此，本领域需要一种改进的电传飞行备份控制系统和方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出了一种新的电传飞控备份控制系统，采用独立于主控通道的备份系统架构，保证备份控制系统的安全性。正常情况下，备份控制系统不干扰主控系统工作，当备份对象（例如主控计算机）共模故障时，备份控制系统能快速接管飞机控制，提供飞机持续安全飞行及尽快备降着陆的能力。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，提供了一种电传飞行备份控制系统，其包括：备份传感器模块；备份控制计算机，所述备份控制计算机耦合至所述备份传感器模块，并且所述备份控制计算机接收主控通道的状态信号，其中所述主控通道基于来自主控传感器模块的传感器信号生成控制命令以控制主控伺服作动模块；以及与所述备份控制计算机相关联的备份伺服作动模块，其中当所述备份控制计算机接收到的主控通道的状态信号指示主控通道失效时，所述备份控制计算机向所述备份传感器模块和所述备份伺服作动模块供电，并基于从所述备份传感器模块接收到的传感器信号生成控制命令以控制所述备份伺服作动模块。
[0008]在一方面，在所述主控通道有效时，所述主控通道基于来自所述主控传感器模块的传感器信号生成控制命令以控制所述备份伺服作动模块。
[0009]在一方面，所述备份传感器模块包括驾驶舱操纵传感器和飞机传感器，其中所述驾驶舱操纵传感器用于检测驾驶舱的操作并提供操作输入，所述飞机传感器用于感测飞机状态和运动并提供反馈信息。
[0010]在一方面，所述备份伺服作动模块包括远程控制电子设备和相应的舵面作动器，所述远程控制电子设备接收来自所述主控通道和/或所述备份控制计算机的控制命令，并基于所接收到的控制命令使得所述舵面作动器驱动相应的舵面发生运动。
[0011]在一方面，所述远程控制电子设备包括：主控通道指令接口，用于接收来自所述主控通道的控制命令；以及备份通道指令接口，用于接收来自所述备份控制计算机的控制命令，其中当所述远程控制电子设备接收到来自所述主控通道的控制命令和所述备份控制计算机的控制命令时，所述远程控制电子设备基于来自所述主控通道的控制命令来使得所述舵面作动器驱动相应的舵面发生运动。
[0012]在一方面，所述远程控制电子设备包括：主控通道供电模块，用于接收来自所述主控通道的供电；以及备份通道供电模块，用于接收来自所述备份控制计算机的供电。
[0013]在一方面，所述备份控制计算机包括：指令支路，其基于从所述备份传感器模块接收到的传感器信号生成第一控制命令；以及监控支路，其基于从所述备份传感器模块接收到的传感器信号生成第二控制命令并比较所述第一控制命令与所述第二控制命令，其中在所述第一控制命令与所述第二控制命令相差在阈值范围内时，所述指令支路将所述第一控制命令发送至所述备份伺服作动模块。
[0014]在一方面，所述备份控制计算机包括：电源模块；以及状态控制模块，其接收所述主控通道的状态信号，其中当所述主控通道的状态信号指示主控通道失效时，所述状态控制模块使所述电源模块向所述备份传感器模块和所述备份伺服作动模块供电；以及其中当所述主控通道的状态信号指示主控通道有效时，所述状态控制模块使所述电源模块不向所述备份传感器模块和所述备份伺服作动模块供电。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，提供了一种飞行控制系统，其包括：主控通道，所述主控通道包括主控传感器模块、主控计算机和主控伺服作动模块，其中所述主控计算机基于来自所述主控传感器模块的传感器信号生成控制命令以控制主控伺服作动模块；以及如上任一项所述的电传飞行备份控制系统。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，提供了一种电传飞行备份控制方法，其包括：在备份控制计算机处接收主控通道的状态信号，其中所述主控通道基于来自主控传感器模块的传感器信号生成控制命令以控制主控伺服作动模块；当所述主控通道的状态信号指示主控通道失效时，从所述备份控制计算机向备份传感器模块和备份伺服作动模块供电；以及基于从所述备份传感器模块接收到的传感器信号生成控制命令以控制所述备份伺服作动模块。
[0017]在一方面，在所述主控通道有效时，所述主控通道基于来自所述主控传感器模块的传感器信号生成控制命令以控制所述备份伺服作动模块。
[0018]在一方面，从所述备份传感器模块接收到的传感器信号包括从驾驶舱操纵传感器接收到的驾驶舱操作输入以及从飞机传感器接收到的飞机状态和运动反馈信息。
[0019]在一方面，所述电传飞行备份控制方法还包括：所述备份伺服作动模块经由主控通道指令接口接收来自所述主控通道的控制命令；以及所述备份伺服作动模块经由备份通道指令接口接收来自所述备份控制计算机的控制命令，其中当所述备份伺服作动模块接收到来自所述主控通道的控制命令和所述备份控制计算机的控制命令时，所述备份伺服作动模块基于来自所述主控通道的控制命令来驱动相应的舵面发生运动。
[0020]在一方面，所述电传飞行备份控制方法还包括：当所述主控通道的状态信号指示
主控通道有效时，所述备份控制计算机不向所述备份传感器模块和所述备份伺服作动模块供电。
[0021]本专利技术的备份控制系统可完全独立于主控系统，配备了独立的备份控制传感器模块、备份控制计算机以及双输入/输出接口EREU。在主控通道失效且备份通道启动时，仍然满足飞机最小可接受控制要求，能够保证飞机安全飞行和着陆。
附图说明
[0022]图1是根据本专利技术一个实施例的飞行控制系统架构的示意图。
[0023]图2是根据本专利技术一个实施例的飞行控制系统舵面配置示意图。
[0024]图3是根据本专利技术一个实施例的BCM供电逻辑示意图。
[0025]图4是根据本专利技术一个实施例的EREU工作示意图。
[0026]图5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电传飞行备份控制系统，其特征在于，包括：备份传感器模块；备份控制计算机，所述备份控制计算机耦合至所述备份传感器模块，并且所述备份控制计算机接收主控通道的状态信号，其中所述主控通道基于来自主控传感器模块的传感器信号生成控制命令以控制主控伺服作动模块；以及与所述备份控制计算机相关联的备份伺服作动模块，其中当所述备份控制计算机接收到的主控通道的状态信号指示主控通道失效时，所述备份控制计算机向所述备份传感器模块和所述备份伺服作动模块供电，并基于从所述备份传感器模块接收到的传感器信号生成控制命令以控制所述备份伺服作动模块。2.如权利要求1所述的电传飞行备份控制系统，其特征在于，在所述主控通道有效时，所述主控通道基于来自所述主控传感器模块的传感器信号生成控制命令以控制所述备份伺服作动模块。3.如权利要求1所述的电传飞行备份控制系统，其特征在于，所述备份传感器模块包括驾驶舱操纵传感器和飞机传感器，其中所述驾驶舱操纵传感器用于检测驾驶舱的操作并提供操作输入，所述飞机传感器用于感测飞机状态和运动并提供反馈信息。4.如权利要求1所述的电传飞行备份控制系统，其特征在于，所述备份伺服作动模块包括远程控制电子设备和相应的舵面作动器，所述远程控制电子设备接收来自所述主控通道和/或所述备份控制计算机的控制命令，并基于所接收到的控制命令使得所述舵面作动器驱动相应的舵面发生运动。5.如权利要求4所述的电传飞行备份控制系统，其特征在于，所述远程控制电子设备包括：主控通道指令接口，用于接收来自所述主控通道的控制命令；以及备份通道指令接口，用于接收来自所述备份控制计算机的控制命令，其中当所述远程控制电子设备接收到来自所述主控通道的控制命令和所述备份控制计算机的控制命令时，所述远程控制电子设备基于来自所述主控通道的控制命令来使得所述舵面作动器驱动相应的舵面发生运动。6.如权利要求4所述的电传飞行备份控制系统，其特征在于，所述远程控制电子设备包括：主控通道供电模块，用于接收来自所述主控通道的供电；以及备份通道供电模块，用于接收来自所述备份控制计算机的供电。7.如权利要求1所述的电传飞行备份控制系统，其特征在于，所述备份控制计算机包括：指令支路，其基于从所述备份传感器模块接收到的传感器信号生成第一控制命令；以及监控支路，其基于从所述备份传感器模块接收到的传感器信号生成第二控制命令并比较所述第一控制命令与所述第二控制命令，其中在所述第一控制命令与所述第二控制命令相差在阈值范围内...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏强，郭建伟，唐志帅，高上，柳剑锋，王晨琳，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，
类型：发明
国别省市：