一种民用客机非相似双余度大气数据处理系统及处理方法技术方案

本发明专利技术提出了一种民用客机非相似双余度大气数据处理系统及处理方法，采用余度设计来保证其安全性和可靠性，及故障工作的容错要求。针对大气数据计算机的性能要求与技术指标，采用冗余并列型非相似双余度CPU工作方式的架构，有效地抑制软件和硬件可能的共模故障，以保证大气数据计算机的可靠性和安全性要求，并利用故障树对其进行安全性评估和分析。并利用故障树对其进行安全性评估和分析。并利用故障树对其进行安全性评估和分析。

【技术实现步骤摘要】
一种民用客机非相似双余度大气数据处理系统及处理方法


[0001]本专利技术属于航空航天大气数据采集处理
，具体地说，涉及一种民用客机非相似双余度大气数据处理系统及处理方法。

技术介绍

[0002]民用客机大气数据计算机利用测量气压压力的原理，实时测量飞机的高度、速度等参数的系统和设备，是影响飞机飞行安全和实现自主导航不可或缺的重要系统，安全保证等级为DAL A级(最高)。当前某型客机的安全性指标为：丧失单个ADC输出的空速/高度信号的失效率应不大于2e
‑
5/hr，目前常用器件的平均失效率大致在10
‑6～10
‑5，单余度设计无法满足该安全性指标。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术的上述缺陷和需求，提出了一种民用客机非相似双余度大气数据处理系统及处理方法，采用余度设计来保证其安全性和可靠性，及故障工作的容错要求。针对大气数据计算机的性能要求与技术指标，采用冗余并列型非相似双余度CPU工作方式的架构，有效地抑制软件和硬件可能的共模故障，以保证大气数据计算机的可靠性和安全性要求，并利用故障树对其进行安全性评估和分析。
[0004]本专利技术具体实现内容如下：
[0005]本专利技术提出了一种民用客机非相似双余度大气数据处理系统，采集大气数据，并对大气数据进行处理后传输给上位机；所述处理系统包括压力传感器组、中央处理机组A、中央处理机组B；
[0006]所述压力传感器组包括静压传感器、全压传感器；
[0007]所述中央处理机组A和中央处理机组B中都包括CPU模块、A/D转换模块、电桥、F/D转换模块、总线接口、离散量接口、存储器；
[0008]所述CPU模块分别与A/D转换模块、F/D转换模块、总线接口、离散量接口、存储器连接；所述电桥模块与A/D转换模块连接；所述压力传感器组与F/D转换模块和电桥模块连接；
[0009]所述中央处理机组A和中央处理机组B通过总线接口与所述上位机连接，输出处理后的大气数据；
[0010]所述中央处理机组A和中央处理机组B之间通过总线接口连接；
[0011]所述总线接口包括ARINC429总线接口、RS
‑
422总线接口。
[0012]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述中央处理机组A和中央处理机组B之间还通过交叉通道数据链路(Cross Channel Data Link，CCDL)进行数据交互连接，所述交叉通道数据链路由RS
‑
422总线构建。
[0013]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述中央处理机组A为主余度平台，中央处理机组B为副余度平台。
[0014]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述中央处理机组A的CPU模块采用DSP处理器
TMS320F28335PGFA。
[0015]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述中央处理机组B的CPU模块采用ARM处理器STM32H7A3LIH6Q。
[0016]为了更好地实现本专利技术，进一步地，还包括电源组，所述电源组与中央处理机组A、中央处理机组B、压力传感器组连接。
[0017]本专利技术还提出了一种民用客机非相似双余度大气数据处理方法，基于上述的一种民用客机非相似双余度大气数据处理系统，其特征在于，采用中央处理机组A和中央处理机组B双平台冗余并列进行压力信号的F/D转换、总温电阻采集、外部总线信号采集，并对采集到的信号进行大气数据修正和表决，并对修正和表决后的大气数据输出给上位机用于使用。
[0018]为了更好地实现本专利技术，进一步地，在进行数据处理的过程中，以中央处理机组A为主余度平台，中央处理机组B为副余度平台，两个平台的数据处理流程如下：
[0019]首先，进行中央处理机组A和中央处理机组B的数据交互；
[0020]然后，判断中央处理机组A的工作状态，并进行以下处理：
[0021]若中央处理机组A工作状态正常，则进一步判断中央处理机组B工作状态；若中央处理机组B工作状态故障，则采用中央处理机组A进行大气数据输出，置中央处理机组B的数据为不可用状态；若中央处理机组B工作状态正常，则计算中央处理机组A和中央处理机组B处理后的大气数据的差值；设置一个差值门限，若差值在差值门限范围内，则通过中央处理机组A将中央处理机组A和中央处理机组B处理的数据取均值后输出；若差值在差值门限范围外，则采用中央处理机组A进行大气数据输出，置中央处理机组B的数据为不可用状态；
[0022]若中央处理机组A工作状态故障，则进一步判断中央处理机组B工作状态；若中央处理机组B工作状态故障，则反馈系统故障；若中央处理机组B工作状态正常，则采用中央处理机组B进行大气数据输出，置中央处理机组A的数据为不可用状态。
[0023]本专利技术与现有技术相比具有以下优点及有益效果：
[0024]本专利技术采用余度设计来保证其安全性和可靠性，及故障工作的容错要求。针对大气数据计算机的性能要求与技术指标，采用冗余并列型非相似双余度CPU工作方式的架构，有效地抑制软件和硬件可能的共模故障，以保证大气数据计算机的可靠性和安全性要求，并利用故障树对其进行安全性评估和分析。
附图说明
[0025]图1为本专利技术系统的架构示意图；
[0026]图2为本专利技术双平台工作逻辑流程示意图；
[0027]图3为本专利技术系统各部件及本专利技术系统出故障概率计算示意图。
具体实施方式
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，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，应当理解，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做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。
[0029]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0030]实施例1：
[0031]本实施例提出了一种民用客机非相似双余度大气数据处理系统，采集大气数据，并对大气数据进行处理后传输给上位机；如图1所示，所述处理系统包括压力传感器组、中央处理机组A、中央处理机组B；
[0032]所述压力传感器组包括静压传感器、全压传感器；
[0033]所述中央处理机组A和中央处理机组B中都包括CPU模块、A/D转换模块、电桥、F/D转换模块、总线接口、离散量接口、存储器；
[0034]所述CPU模块分别与A/D转换模块、F/D转换模块、总线接口、离散量接口、存储器连接；所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种民用客机非相似双余度大气数据处理系统，采集大气数据，并对大气数据进行处理后传输给上位机；其特征在于，所述处理系统包括压力传感器组、中央处理机组A、中央处理机组B；所述压力传感器组包括静压传感器、全压传感器；所述中央处理机组A和中央处理机组B中都包括CPU模块、A/D转换模块、电桥、F/D转换模块、总线接口、离散量接口、存储器；所述CPU模块分别与A/D转换模块、F/D转换模块、总线接口、离散量接口、存储器连接；所述电桥模块与A/D转换模块连接；所述压力传感器组与F/D转换模块和电桥模块连接；所述中央处理机组A和中央处理机组B通过总线接口与所述上位机连接，输出处理后的大气数据；所述中央处理机组A和中央处理机组B之间通过总线接口连接；所述总线接口包括ARINC429总线接口、RS
‑
422总线接口。2.如权利要求1所述的一种民用客机非相似双余度大气数据处理系统，其特征在于，所述中央处理机组A和中央处理机组B之间还通过交叉通道数据链路( Cross Channel Data Link，CCDL)进行数据交互连接，所述交叉通道数据链路由RS
‑
422总线构建。3.如权利要求1或2所述的一种民用客机非相似双余度大气数据处理系统，其特征在于，所述中央处理机组A为主余度平台，中央处理机组B为副余度平台。4.如权利要求3所述的一种民用客机非相似双余度大气数据处理系统，其特征在于，所述中央处理机组A的CPU模块采用DSP处理器TMS320F28335PGFA。5.如权利要求3所述的一种民用客机非相似双余度大气数据处理系统，其特征在于，所述中央处理机组B的CPU模块采用ARM处理器STM32H7A3LIH6Q。6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旻珺，何恩祥，谢波，杨德祥，章德生，刘璐，
申请(专利权)人：成都凯天电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：