大型民机的非相似余度飞控计算机研究

 对中国自主研制的大型民机的余度飞行控制系统进行基础技术研究,设计了一套适合民机电传(FBW)系统的余度飞控计算机(FCC)新方案。提出了民机余度飞控计算机的2个设计准则：满足系统的可靠性指标和满足FO/FO/FO容错等级。然后根据这2个基本准则,给出了民机余度飞控计算机设计的7个建议,从而确定了民机余度飞行控制系统的余度数和余度结构：新型民机的余度飞行控制系统可采用非相似四余度,每个余度通道由两个支路构成比较监控结构,每个支路运行2套软件,保证软硬件系统的可靠性均衡。还确定了民机余度飞行控制系统的工作方式,使用Petri网分析了新方案的可靠性,并与B777和A320的余度飞控计算机进行了比较。     

容错飞行控制技术的应用研究现状与发展趋势

如何将容错飞行控制理论研究与工程应用紧密结合是值得关注的问题。从解决飞控系统自身故障的余度容错技术、解决飞控系统被控对象故障的容错控制技术和制约主动容错控制发展的故障诊断技术3个方面研究了容错飞行控制在工程应用中的发展现状。分析了容错飞行控制的核心技术和难点问题,对未来容错飞行控制技术的发展提出了思考与建议。     

超高速实时光传操纵系统研究

为满足飞行控制及航空电子系统在抗电磁干扰、超高速数据交换等技术要求,本文综合星型及环形拓扑结构的优点,提出一种具有超高速实时光纤网络结构的飞行器光传操纵设计方案.所给出的余度设计及分布式共享内存策略增强了整个光传系统的可靠性及容错性能.应用动态数据分组技术既提高了小数据量的传输效率又提高了大数据量突发传输时的吞吐量.性能测试及地面飞行仿真验证表明,系统数据传输速率可达2.12Gbps,具有很强的实时性及信息传输确定性,适应了机载环境下光传飞行控制及航空电子系统不断发展的需求.     

直升机模型跟踪光传飞控技术研究

本文以某型直升机为对象，构建了基于显模型跟踪控制的直升机4通道电／光传飞控系统的地面验证系统。通过电／光传贴地实时飞行仿真对比验证表明，本文所开发的数字量之间的串行光传技术及模拟量脉冲编码数字化光传技术是可行的，从而为我国直升机由电传向光传系统发展作必要的技术储备。     

飞行控制系统的发展历程、现状与趋势

深刻理解和把握应用于工程实际的飞行控制系统已成为当前急需关注的问题。系统性论述了飞行控制系统(flight control system,FCS)自简单机械操纵系统开始,历经助力操纵系统、增稳与控制增稳系统、电传操纵系统和综合飞控系统,到目前正在研发的光传操纵系统的整个发展历程,分析了电传飞控系统和综合飞控系统的应用现状以及光传飞控系统的研究状况,基于未来军用飞机的控制需求,探讨了飞控系统的主要发展方向,可为后续飞控系统的开发提供参考。     

用于光传操纵系统的超高速实时光纤网络研究

综合星型及环形拓扑结构的优点,提出一种用于光传操纵系统的超高速实时光纤网络设计方案。所给出的余度设计及分布式共享内存策略增强了整个光传系统的可靠性及容错性能。应用动态数据分组技术既提高了小数据量的传输效率,又提高了大数据量突发传输时的吞吐量。实际性能测试及地面物理飞行仿真验证表明,系统数据传输速率可达2.12Gbps,具有很强的实时性及信息传输确定性,适应了机载环境下光传飞行控制及航空电子系统不断发展的需求。     

光传操纵系统及其余度技术实现

在论述光传操纵系统发展背景和工作原理的基础上,简要介绍了时分复用光传操纵系统和波分复用光传操纵系统两大类别,进一步提出了光纤多路发送软件、接收软件的设计问题。在详尽阐述余度技术的基础上,提出了典型光传操纵系统三余度设计方案及其实现。实例验证表明,光传操纵系统及其余度技术具有普通电传操纵系统无可比拟的优点,必将在今后的航空领域中得到广泛的应用。     

非相似余度飞控计算机

从容错的角度介绍了Boeing777和A320的数字飞行控制计算机系统。Boeing777和A320的飞控计算机都采用了非相似的余度技术,能容忍软件和硬件的共态故障,但在每个计算机的功能分配和整个飞控计算机系统的余度结构编排等方面体现了各自的特点。用广义随机Petri网描述了Boeing777余度结构和容错动态过程,并进行了系统的可靠性计算和容错度分析。针对中国"大型飞机"容错飞控系统的设计作了分析和建议。     

光传飞控系统实现的关键技术

在总结国外光传飞控系统研究动态基础上，分析了光电器件的选择、带状光缆、光纤传感器、光纤连接器和接头、电光结构、光纤数据总线、系统演示验证等实现光传飞控系统的关键技术。研究结果对国内开发光传飞控技术具有一定的参考价值。     

余度飞控计算机可靠性分析及其改进

综述了飞控计算机的工作任务、余度结构以及可靠性，结合新一代飞控计算机对高可靠性、实时性的要求，及目前飞控计算机余度构型进行了比较和可靠性分析，并提出了改进的三余度比较监控结构。     

运输机光传操纵系统的硬件及其特点

简要介绍运输机光传操纵系统的硬件及其特点,这些硬件是：挠性飞行器管理组织结构、纤维光缆装置、主动手控器、主飞控计算、光导机械装置和录敏驱动装置,同时还介绍了一单通道主飞控系统的地面演示和一副翼配平控制系统的飞行演示,光传操纵系统的设计与演示经验可供有关人员借鉴和参考。     

无人作战飞机任务规划系统关键技术研究

文章首先论述了任务规划系统和战术飞行管理系统、航路规划系统的联系与区别,分析了无人作战飞机任务规划系统的特点及其体系结构,最后详细分析与研究了任务规划系统需要解决的核心技术——航路规划技术。     

分布式电传飞行控制系统结构发展及分析

飞行控制作为各类航空飞行器最主要的支撑技术,经历了从阻尼器、增稳系统、控制增稳到电传技术的发展历程.新一代飞机平台的发展主流正在向综合控制体制迈进,从多个角度阐述了飞行控制系统结构发展的内在要求,并对分布式飞行控制系统结构演进的现状、发展和面临的挑战进行了系统分析.     

RLV再入返回喷流控制策略研究

针对可重复使用运载器(RLV)再入初始阶段反作用控制系统(RCS)姿态控制问题,提出了混合整数线性规划(MILP)实现RCS喷流控制策略,并应用反馈线性化理论实现RLV再入六自由度非线性模型的线性化,设计了PID控制器,并完成典型制导指令跟踪仿真.仿真结果验证了MILP控制策略的有效性.     

基于FC光传总线的分布式容错系统组通信协议

分布式容错系统常用于构造高可靠的关键应用,其核心构件组通信协议(GCP)实现了带有可靠性语义的多对多的通信原语。本文主要讨论基于光纤通道(FC)总线用于分布式容错的组通信协议,探讨了使用冗余消息技术实现实时、可靠数据传输的方法,提出了将数据和控制消息分开处理来实现数据输入实时性和控制消息按因果顺序提交的算法,力求获得最大程度的并行性。提出并设计了基于领导者-跟随者的故障处理机制,利用两阶段事务处理协议实现故障处理中的视图同步和状态切换,给出了协议的设计原理和实现框架。最后给出了该协议在基于PowerPC单板计算机的三余度容错飞行控制计算机系统中的运行结果,并对该结果进行了简要分析。     

直升机飞行动力学逆问题研究综述

直升飞机动力学逆问题是已知运动的控制规律,对直升机机动飞行和现代飞行控制律设计有重要意义。根据直升机飞行动力学逆问题研究的现状,概述现代飞行动力学逆问题的研究内容及进展,重点分析直升机逆仿真技术的特点,讨论直升机最佳机动控制与非线性控制律设计的途径与方法,展示直升机逆问题研究的前景以及存在的问题,供直升机设计和飞行动力学研究人员参考。