一種分布式大型飛機襟翼控制計算機系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于飛機航空電子系統設計領域，涉及解決大型飛機飛行控制系統襟翼和縫翼電傳控制計算機系統的設計。
【背景技術】
[0002]現代大型飛機都裝備了增升裝置，包括機翼前緣的縫翼和后緣的襟翼。在飛機起飛、著陸等低速狀態通過機翼前緣縫翼與后緣襟翼的向外伸出，向下彎曲增大機翼表面積改變翼型提高飛機升力，以保證飛機合理的滑跑距離和安全的起飛速度，同時改善飛機爬升率、進場速率及進場飛行姿態。
[0003]通過計算機系統對飛機的襟翼、縫翼進行閉環控制，實現自動襟縫翼功能，提高了控制精度和系統的魯棒性。現役大型飛機襟、縫翼控制計算機系統普遍采用聯合式系統結構，系統包括傳感器、控制計算機和中央動力驅動單元，控制計算機采集控制手柄及翼面傳感器信息經控制律計算后將控制指令發送至中央動力驅動單元，動力驅動單元通過馬達經行星齒輪減速器復合運動驅動傳動軸，傳動軸橫穿過整個飛機中段機身以及左右機翼將動力傳動到旋轉作動器或齒條作動器，帶動襟翼或縫翼收放。
[0004]通過共用機械傳動軸的方法保證了左右翼面運動的同步，然而機翼內段和外段外形差異很大，內外翼面在同步運動時要順應差異很大的機翼外形，增大了系統設計與安裝難度。此外，為適應機翼形變，傳動軸實際上是由眾多扭力桿分段連接而成，傳動效率低，傳動軸易發生斷裂或卡阻，不同型號飛機其傳動軸設計均不同，大量的結構件導致系統無法實現模塊化和重用。
【發明內容】
[0005]為了解決【背景技術】中的技術問題，針對大型飛機襟翼、縫翼控制的功能及性能需求，本發明提出一種分布式大型飛機襟縫翼電傳控制容錯計算機系統，滿足不同大型飛機平臺對控制計算、執行機構可配置管理的需要，實現具有高可靠性、可配置和可升級的襟縫翼控制計算機系統。
[0006]本發明的技術解決方案:一種分布式大型飛機襟翼控制計算機系統，其特征在于:所述計算機系統包括襟縫翼控制計算機、作動器控制電子單元、功率驅動裝置、襟翼控制手柄傳感器，襟翼位置傳感器，縫翼位置傳感器，襟翼傾斜傳感器、縫翼傾斜傳感器；
[0007]襟縫翼控制計算機采集襟翼控制手柄傳感器指令和縫翼傾斜傳感器信息，作動器控制電子單元采集所控制翼面的位置信息，襟縫翼控制計算機和作動器控制電子單元間通過高完整性數據總線進行數據通信。
[0008]上述襟縫翼控制計算機是2臺；所述襟縫翼控制計算機采用雙-雙余度構型。
[0009]上述雙-雙冗余計算節點采用專用同步硬件接口，通過雙-雙余度同步算法確保計算節點間異步度< 50 μ s.
[0010]本發明的優點是:
[0011]1.本發明采用數字總線取代機械傳動軸，有效減輕控制系統重量和結構設計復雜度。
[0012]2.本發明采用開放的系統結構，可滿足不同飛機平臺對控制計算、作動部件可配置需要。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明系統結構框圖；
[0014]圖2是本發明系統傳感器配置關系框圖；
[0015]圖3是本發明襟縫翼控制計算機(計算節點)結構框圖；
[0016]圖4是本發明作動器控制電子單元(執行節點)的結構框圖；
【具體實施方式】
[0017]本發明的系統由襟縫翼控制計算機(簡稱SFCC)，作動器控制電子單元(簡稱ACE)，功率驅動裝置(簡稱rou)，襟翼控制手柄傳感器，襟翼位置傳感器，縫翼位置傳感器，襟翼傾斜傳感器、縫翼傾斜傳感器等部件組成。系統采用分布式容錯和管理的系統架構，襟縫翼控制計算機采集控制手柄傳感器指令和翼面傾斜傳感器信息，作動器控制電子單元采集所控制翼面的位置信息，襟縫翼控制計算機和作動器控制電子單元間通過高完整性數據總線進行數據通信。襟縫翼控制計算機采集控制手柄位置信息和相關翼面位置信息，經控制律計算后將控制指令通過數據總線發送給作動器控制電子單元，由作動器控制電子單元完成作動器控制。同時襟縫翼控制計算機監控系統工作狀態當故障發生時可通過系統重構繼續工作抑制故障蔓延。
[0018]下面對本發明做進一步詳細說明。
[0019]參見圖1，本發明的襟翼控制計算機系統主要由襟縫翼控制計算機，作動器控制電子單元組成。襟縫翼控制計算機采用雙-雙余度構型，系統包含2臺相同的SFCC。每臺SFCC內部包含命令和監控兩個功能通道，命令通道和監控通道采用非相似設計。2臺SFCC同時并行工作，SFCC與各自交聯的總線以及作動器控制電子單元形成2條控制支路。SFCC內部兩個通道以預定的監控表決模式運行，當任何一個通道硬件或軟件出現永久故障后，該計算機進入故障靜默狀態并通過故障指示信號告知系統，系統控制將由另一支路正常SFCC完成。計算機系統采用分布式構由雙-雙冗余計算節點和若干執行節點組成，節點間通過容錯數字總線交聯；系統采用同步工作方式，可選擇以下2種等效的同步方法之一實現系統的同步工作:
[0020]方法1:雙-雙冗余計算節點采用專用同步硬件接口，通過雙-雙余度同步算法確保計算節點間異步度< 50 μ So計算節點使用靜態調度方法，按預定的幀周期運行。在每一個幀周期內完成信號采集與處理、控制律計算與指令輸出、監控和余度管理；往復迭代。若干子幀周期組成一個主幀周期，從而完成一個完整的控制序列；
[0021]方法2:系統采用時間觸發的數字總線進行數據通信，各節點嚴格按照總線命令表(調度表)在確定的總線時間發送相應信息。時間觸發總線提供同步算法以確保節點間異步度< 20 μ So
[0022]系統中各節點出現故障后進入故障靜默狀態，節點采用統一成員一致性協議相互決策、推斷系統健康節點確保健康節點可以執行正確指令。
【主權項】
1.一種分布式大型飛機襟翼控制計算機系統，其特征在于:所述計算機系統包括襟縫翼控制計算機、作動器控制電子單元、功率驅動裝置、襟翼控制手柄傳感器，襟翼位置傳感器，縫翼位置傳感器，襟翼傾斜傳感器、縫翼傾斜傳感器； 襟縫翼控制計算機采集襟翼控制手柄傳感器指令和縫翼傾斜傳感器信息，作動器控制電子單元采集所控制翼面的位置信息，襟縫翼控制計算機和作動器控制電子單元間通過高完整性數據總線進行數據通信。
2.根據權利要求1所述的分布式大型飛機襟翼控制計算機系統，其特征在于:所述襟縫翼控制計算機是2臺；所述襟縫翼控制計算機采用雙-雙余度構型。
3.根據權利要求2所述的分布式大型飛機襟翼控制計算機系統，其特征在于:所述雙-雙冗余計算節點采用專用同步硬件接口，通過雙-雙余度同步算法確保計算節點間異步度< 50 μ S。
【專利摘要】本發明提出一種分布式大型飛機襟翼控制計算機系統，包括襟縫翼控制計算機、作動器控制電子單元、功率驅動裝置、襟翼控制手柄傳感器，襟翼位置傳感器，縫翼位置傳感器，襟翼傾斜傳感器、縫翼傾斜傳感器；襟縫翼控制計算機采集襟翼控制手柄傳感器指令和縫翼傾斜傳感器信息，作動器控制電子單元采集所控制翼面的位置信息，襟縫翼控制計算機和作動器控制電子單元間通過高完整性數據總線進行數據通信。本發明一種分布式大型飛機襟縫翼電傳控制容錯計算機系統，滿足不同大型飛機平臺對控制計算、執行機構可配置管理的需要，實現具有高可靠性、可配置和可升級的襟縫翼控制計算機系統。
【IPC分類】B64C13-00, B64C13-50
【公開號】CN104527970
【申請號】CN201410734527
【發明人】徐奡, 林堅, 夏德天, 解文濤, 鄭久壽, 康曉東
【申請人】中國航空工業集團公司第六三一研究所
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月4日