一种关键电气负载控制系统及冗余控制策略技术方案

本发明专利技术公布一种关键电气负载控制系统及冗余控制策略。所述的关键电气负载控制系统是由综合管理装置与电气负载配电装置组成的。所述控制策略是由综合管理装置与电气负载配电装置组成的电气负载配电系统对关键的电气负载的冗余控制策略。所述控制策略是电气负载配电系统在正常情况下采用远程总线通信方式，应急情况下使用控制芯片来控制输出硬线离散量信号方式，紧急情况下使用手动开关直接控制输出硬线离散量信号方式。电气负载配电系统可以在正常、应急和紧急三种控制模式切换使用。本发明专利技术适用航空领域，通过远程总线通信、芯片控制输出离散量和手动控制输出离散量多种方式，来实现对关键电气负载的冗余控制，提高飞机配电网络的可靠性。电网络的可靠性。电网络的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种关键电气负载控制系统及冗余控制策略


[0001]本专利技术涉及航空配电系统，属于配电系统、负载控制领域。具体涉及一种关键电气负载控制系统及冗余控制策略。

技术介绍

[0002]多电飞机配电系统是现代飞机重要的发展方向，它将传统飞机中的多种能量形式统一为电能，通过综合管理装置对电气负载配电装置及电气负载设备进行综合控制和管理，实现配电系统在控制、功能、能量和物理四方面的全面综合。容错、重构和恢复及配电管理技术是提高全电系统可靠性和自动化程度的重要手段。
[0003]随着越来越多的飞机使用多电飞机配电系统，飞机上也有越来越多的关键负载设备进行电气化升级。由于飞机关键负载设备大都是影响飞行安全的设备，所以对其进行冗余控制也就十分关键。
[0004]CN112363534A一种用于抢占式操作系统的无人机飞控余度控制方法
[0005]本专利技术属于无人机飞控系统
，公开了一种用于抢占式操作系统的无人机飞控余度控制方法。首先需要准备软硬件，硬件部分包括双CPU，用于握手两路IO口，双CPU之间数据交互的串行通信，双存储，底层数据收发模块，其中主CPU定义为CPUA，备份定义为CPUB，软件部分包括基于优先级抢占嵌入式系统，如μC/OS
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II、国产天脉系统，集成开发环境，加载工具，无人直升机飞行控制程序，控制律解算模块、导航与制导模块、指令与状态收发模块、自动驾驶、应急返航等一系列完整飞行控制程序。
[0006]CN112858771A、CN112858771B一种无人机应急控制系统
[0007]本专利技术公开了一种无人机应急控制系统；包括无人机动力系统、电源模块、无人机状态监控模块。无人机动力系统包括电机和螺旋桨。无人机状态监控模块用于实时监视飞机的运行状态。系统控制单元，用于调整无人机的运行姿态及飞行要求。降落伞模块。在无人机动力系统和电源模块之间接入一电源控制单元，电源控制单元用于在无人机应急状态时切断无人机动力系统电源的信号。以及电源自锁单元，电源自锁单元用于对电源控制单元监控以实现无人机动力系统的电源自锁。本专利技术通过软件逻辑和硬件电路，实现动力系统的控制关断和自锁，避免降落伞缠桨，保证降落伞系统的开伞成功率。
[0008]CN205103647U一种电气模组及基于该电气模组的智能一体化控制装置
[0009]本技术公开了一种电气模组及基于该电气模组的智能一体化控制装置，包括电气执行组件和监控、控制处理组件，所述电气执行组件通过线路与监测、控制处理组件连接，所述监控、控制处理组件对电气执行组件输出控制信号。本技术中的一种电气模组及基于该电气模组及基于该电气模组的智能一体化控制装置，电气模组通过通信网络实现相互信息交换。基于该电气模组技术了一种智能一体化的控制系统，用于水泵、风机、空调、照明灯工艺设备的智能一体化监控。
[0010]与本专利技术相关的专利有3篇，第一篇是飞控系统的冗余设计，侧重于双CPU控制芯片的交互和切换的控制策略；第二篇是无人机的应急控制系统，侧重于通过软件逻辑和硬
件电路，实现动力系统的控制关断和自锁，保证降落伞系统的开伞成功率。第三篇是智能一体化控制装置的设计，侧重于介绍装置由哪些模块组成。三篇专利与本专利技术的内容相差都很大，保护的方面也不相同。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是提供一种关键电气负载控制系统及冗余控制策略，来提高飞机的电气负载配电系统的可靠性。
[0012]技术方案
[0013]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现的：
[0014]一种关键电气负载控制系统，由综合管理装置和电气负载配电装置组成。
[0015]其特征在于，综合管理装置包括主控模块，总线通讯模块、离散量输出模块和手动开关。其中主控模块与总线通讯模块相连，用于实现通讯数据的收发。主控模块与离散量输出模块中的芯片控制离散量输出模块相连，用于输出应急使能信号和应急控制信号。手动开关与离散量输出模块中的手动控制离散量输出模块相连，用于输出手动使能信号和手动控制信号。主控模块与手动开关不相连，确保在主控模块损坏时，也能通过手动开关发出控制指令。
[0016]其特征在于，电气负载配电装置包括主控模块，CPLD控制模块，总线通讯模块和离散量采集模块，电气负载控制模块。其中，主控模块与总线通讯模块相连，用于实现通讯数据的收发。主控模块与CPLD控制模块相连，用于输出从总线数据中解析出来的控制命令。离散量采集模块与CPLD控制模块相连，用于识别和输出应急控制命令或者手动控制命令。CPLD控制模块与电气负载控制模块相连，用于在逻辑策略判断后，输出最终的控制信号给各个关键电气负载。
[0017]其特征在于，综合管理装置和电气负载配电装置的主控模块中的处理器均包括但不限于使用DSP、ARM、单片机芯片。
[0018]其特征在于，综合管理装置和电气负载配电装置的总线通讯模块均具有主备双总线，均具有发送和接收功能，均具有通过解析对方发送的信息是否符合通讯标准而判断对方发送功能是否良好的功能。总线通讯模块的总线形式包括但不限于RS422通讯总线、RS485通讯总线、RS232通讯总线、CAN通讯总线、AFDX通讯总线，1394通讯总线。总线通讯模块的主备总线可以是相同总线形式也可以是不同总线形式。
[0019]其特征在于，综合管理装置离散量输出模块的芯片控制离散量输出模块和手动控制离散量输出模块具备防冲击电路和滤波电路，以防止外部输入波动对芯片控制离散量输出模块和手动控制离散量输出模块产生损坏，影响后端关键电气负载的控制，增加芯片控制离散量输出模块和手动控制离散量输出模块的有效性。
[0020]其特征在于，主控模块与电气负载控制模块之间无电气联系，能且仅能通过CPLD控制模块向电气负载控制模块发出控制指令，这样可以避免主控模块出现异常时，对电气负载控制模块产生异常影响，提升关键电气负载控制系统的可靠性。
[0021]其特征在于，电气负载配电装置的CPLD控制模块具有应急使能信号接收功能，当应急使能信号有效时，才会执行应急控制信号命令。
[0022]其特征在于，电气负载配电装置的CPLD控制模块具有手动使能信号接收功能，当
手动使能信号有效时，才会执行手动控制信号命令。
[0023]一种关键电气负载冗余控制策略，其特征在于，其控制策略如下：
[0024]1)当综合管理装置的主通讯模块可以接收到电气负载配电装置发送的符合通讯标准的通讯信息，且电气负载配电装置的主通讯模块能接收到综合管理装置的符合通讯标准的通讯信息时，则综合管理装置和电气负载配电装置使用主通讯总线方式控制关键电气负载。
[0025]2)当综合管理装置的主通讯模块接收不到电气负载配电装置发送的通讯信息，或者接收到的通讯信息不符合通讯标准时，综合管理装置的主通讯模块将不再发送通讯信息，则综合管理装置和电气负载配电装置使用备通讯总线方式控制关键电气负载。
[0026]3)当电气负载配电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种关键电气负载控制系统，其特征在于，由综合管理装置和电气负载配电装置组成；综合管理装置包括主控模块，总线通讯模块、离散量输出模块和手动开关；其中主控模块与总线通讯模块相连，用于实现通讯数据的收发；主控模块与离散量输出模块中的芯片控制离散量输出模块相连，用于输出应急使能信号和应急控制信号；手动开关与离散量输出模块中的手动控制离散量输出模块相连，用于输出手动使能信号和手动控制信号；主控模块与手动开关不相连，确保在主控模块损坏时，也能通过手动开关发出控制指令；电气负载配电装置包括主控模块，CPLD控制模块，总线通讯模块和离散量采集模块，电气负载控制模块；其中，主控模块与总线通讯模块相连，用于实现通讯数据的收发；主控模块与CPLD控制模块相连，用于输出从总线数据中解析出来的控制命令；离散量采集模块与CPLD控制模块相连，用于识别和输出应急控制命令或者手动控制命令；CPLD控制模块与电气负载控制模块相连，用于在逻辑策略判断后，输出最终的控制信号给各个关键电气负载。2.根据权利要求1所述的一种关键电气负载控制系统，其特征在于，综合管理装置和电气负载配电装置的主控模块中的处理器均包括但不限于使用DSP、ARM、单片机芯片。3.根据权利要求1所述的一种关键电气负载控制系统，其特征在于，综合管理装置和电气负载配电装置的总线通讯模块均具有主备双总线，均具有发送和接收功能，均具有通过解析对方发送的信息是否符合通讯标准而判断对方发送功能是否良好的功能；总线通讯模块的总线形式包括但不限于RS422通讯总线、RS485通讯总线、RS232通讯总线、CAN通讯总线、AFDX通讯总线，1394通讯总线；总线通讯模块的主备总线可以是相同总线形式也可以是不同总线形式。4.根据权利要求1所述的一种关键电气负载控制系统，其特征在于，综合管理装置离散量输出模块的芯片控制离散量输出模块和手动控制离散量输出模块具备防冲击电路和滤波电路，以防止外部输入波动对芯片控制离散量输出模块和手动控制离散量输出模块产生损坏，影响后端关键电气负载的控制，增加芯片控制离散量输出模块和手动控制离散量输出模块的有效性。5.根据权利要求1所述的一种关键电气负载控制系统，其特征在于，主控模块与电气负载控制模块之间无电气联系，能且仅能通过CPLD控制模块向电气负载控制模块发出控制指令，这样可以避免主控模块出现异常时，对电气负载控制模块产生异常影响，提升关键电气负载控制系统的可靠性。6.根据权利要求1所述的一种关键电气负载控制系统，其特征在于，电气负载配电装置的CPLD控制模块具有应急使能信号接收功能，当应急使能信号有效时，才会执行应急控制信号命令。7.根据权利要求1所述的一种关键电气负载控制系统，其特征在于，电气负载配电装置的CPLD控制模块具有手动使能信号接收功能，当手动使能信号有效时，才会执行手动控制信号命令。8.一种关键电气负载冗余控制策略，其特征在于，其控制策略如下：1)当综合管理装置的主通讯模块可以接收到电气负载配电装置发送的符合通讯标准的通讯信息，且电气负载配电装置的主通讯模块能接收到综合管理装置的符合通讯标准的通讯信息时，则综合管理装置和电气负载配电装置使用主通讯总线方式控制关键电气负载；
2)当综合管理装置的主通讯模块接收不到电气负载配电装置发送的通讯信息，或者接收到的通讯信息不符合通讯标准时，综合管理装置的主通讯模块将不再发送通讯信息，则综合管理装置和电气负载配电装置使用备通讯总线方式控制关键电气负载；3)当电气负载配电装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭佳煦，罗厚福，庞帅，姚磊，
申请(专利权)人：天津航空机电有限公司，
类型：发明
国别省市：