CN102467114A - 数字化管理无人机电气参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种数字化管理无人机电气参数的方法，旨在提供一种安全裕度高，提供数据快速，参数信息准确可靠，能够减少飞参记录仪工作量的电气参数管理方法。该方法是用供电管理器采集处理无人机电气系统参数，供电管理器将电气参数通过总线发给地面综合检测设备和飞控系统，由飞控系统转发给测控系统、飞参记录仪，记录飞机在各种阶段的电气系统状态；一般电气参数由供电管理器完成，重要电气参数由供电管理器及飞控系统共同完成。重要电气参数同时被飞控系统采集处理，并与供电管理器传递过数据相比较，若数据一致时，则以供电管理器的数据作为飞行控制策略的判据，若数据不一致，则取对飞机影响最大的数据作为飞行控制策略的判据。

Description

数字化管理无人机电气参数的方法

技术领域

本发明是关于无人机电气参数的管理方法。更具体地说，本发明是涉及一种数字化管理无人机电气参数的方法。

技术背景

电气系统作为无人飞机的重要组成系统，其数据量的多少及准确性对于无人机的飞行安全及自主飞行具有十分重要的意义。在无人机飞行的各个阶段，都要根据电气系统参数，作出相应的飞行策略；在地勤服务方面，需要电气系统的所有参数，了解整个电气系统的工作状态，可方便检查和维护。尤其是重要的电气参数，安全管理是十分重要任务。

无人机的电气参数按影响飞机安全的大小，分为一般电气参数与重要电气参数。一般电气参数包括(如任务汇流条的电压、航行灯状态、专用蓄电池电压等)，重要电气参包括(如发电机电压、电流；主蓄电池电压、电流；发电机工作状态信号等)。由于我国无人机目前还处于试研制阶段，现有的大多数电气系统参数管理还是沿用现有有人驾驶飞机的模拟量或开关检测管理模式，需要地面设备配合飞参记录仪来完成。即飞机上的电气参数由飞参记录仪采集和记录，然后通过地面专用设备读取和还原飞参数据。这种管理方法，对于有人驾驶飞机管理参数较少，信息量较少来说是可行的，但对无人驾驶飞机来说，该电气参数的管理则存在许多不确定的因素，比如在单点发生故障时，就很难快速地定位及处理相关信息，从而会产生飞机整体不确定的不安全因素，使无人机的自主性飞行性能较差。一个安全可靠的电气系统参数的管理，对于无人机的自主飞行和安全性是一个不可缺失的重要组成部分。尤其是电气系统重要参数管理涉及无人机安全性。

本发明的任务是提出一种安全裕度高，提供数据快速，参数信息准确可靠，能够减少飞参记录仪工作量的数字化管理无人机电气参数的方法。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，本发明提供的一种数字化管理无人机电气参数的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)用一个具备自检测功能的供电管理器采集处理无人机电气系统参数，供电管理器将电气参数通过总线发给地面综合检测设备和飞控系统，并由飞控系统转发给测控系统、飞参记录仪，记录飞机在各种阶段的电气系统状态；

(2)一般电气参数由供电管理器处理，重要电气参数则由供电管理器及飞控系统共同完成，该重要电气参数同时被供电管理器监测采集并处理，通过总线将电气参数发给地面综合检测设备和飞控系统；由飞控系统通过总线方式转发给测控系统和飞参记录仪，记录飞机在各种阶段的电气系统状态。

本发明具有如下有益效果。

本发明采用供电管理器与飞控系统相结合，分别处理一般电气参数气系统参数和影响安全的重要电气参数。实现了多裕度设计。重要电气参数的数据采用的对比及校准的方式，实现了重要参数的准确性。这种将安全影响较大的电气重要参数与影响一般电气参数分别施以不同的管理方法，为全面了解电气系统的状态提供了全方位的明示窗口，又给飞控系提供了准确的重要参数，既减少了飞参记录仪工作量，又为无人机的自主飞行性及安全性提供了准确可靠的安全保证，而且还方便了地面人员对电气系统工作状态的实时了解，为快速做出相应的策决提供了分别加以管理的重要性依据。

本发明利用供电管理器自身完成电气参数的数据采集，并将所有的参数采用总线的方式传递给地面综合检测设备，满足了无人机的地面检查及维护的需求。对于影响飞行安全的电气系统重要参数，采用了供电管理器结合飞控系统进行多裕度设计，并对电气系统重要参数的准确性进行了分析，可校准飞控系统及供电管理器的采集及处理的数据的正确性，为飞行策略提供准确信息，从而大大提高了飞机的自主飞行，因此具有很高的安全裕度与可靠性，可满足无人机各阶段自主飞行的要求，从整体上提高了飞机的安全性。

附图说明

图1是本发明数字化管理无人机电气参数管理的框图。

具体实施方式

参阅图1。供电管理器是监测与控制电气系统装置。供电管理器具备自检测功能，将自身诊断信息通过总线发给飞控系统和地面设备，正常时，给出工作正常信息。不正常时，给出故障信息。

供电管理器工作正常时，它可将无人机电气系统需要采集的模拟量、离散量及状态量(含重要电气参数和一般电气参数)进行采集及处理，并转化为数字量，通过总线分别传递给飞控系统和地面的综合检测设备。飞控系统接收来自供电管理器的无人机电气系统参数后，对于一般电气参数，则转发给飞参记录仪及测控系统；对电气重要参数则与自身采集的参数要进行对比(装机前，两者数据已校准一致性)。若数据一致，则以供电管理器的参数作为飞行控制策略的依据，若数据不一致，则取对飞机影响最大的数据作为飞行控制策略的依据。

供电管理器非正常工作时，在地面时则应进行电气系统维护，在飞行阶段时，供电管理器虽不能对电气参数进行采集及处理，此时一般电气参数数据虽会丢失，但不影响飞行安全；对于重要电气参数，由于飞控系统采集的电气重要参数一直都在进行，故电气重要参数并未丢失，此时采用飞控系统的重要电气参数作为飞行策略的判据，重要电气参数同时传给测控系统和飞参记录仪。

综上所述，无人机电气系统的一般电气参数，是通过供电管理器完成管理工作，而对于无人机电气系统的重要电气参数，则是由供电管理器和与飞控制系统共同来完成，通过两个系统的电气重要参数热备份的管理方式，充分利用了两个系统的安全裕度，实现了重要电气参数的多裕度管理。

其工作原理是：当供电管理器上电后，供电管理器进行自检测，检测完成后将诊断信息通过总线发给飞控系统和地面设备，正常时，给出工作正常信息。不正常时，给出故障信息。

当供电管理器工作正常时，通过总线向飞控系统和地面设备发出工作正常信号，此时，供电管理器完成所有需监测的电气参数的采集及处理，一方面它通过总线将正常工作信号传递给地面设备，地面设备，如计算机则通过显示器将所有电气系统相关的参数显示给地面工作人员。地面工作人员则通过上述显示的电气参数，完成无人机的地面检查或维护；另一方面供电管理器将重要的电气参数通过总线传递给飞控系统，由飞控系统通过总线方式转发给测控系统和飞参记录仪，由飞参记录仪记录并还原飞机在各种阶段的电气系统重要状态，为地面人员提供做出相关的决策依据。与此同时，对于无人机重要的电气参数，相关模拟量和状态量，同时也被飞控系统采集并处理，在采集处理的同时，与供电管理器传递过来的数据相比较(装机前两者数据已校准一致性)，若比较数据一致，则以供电管理器的数据作为飞行策略的判据，并将来自供电管理器的数据转发给测控系统和飞参记录仪，若比较数据不一致，则取对飞机影响最大的数据作为飞行控制策略的判据。

当供电管理器本身数据采集或处理系统出现故障时，飞控系统和地面维修设备收到供电管理器工作故障信号，在地面时，供电管理器将给出故障信息给综合检测设备，供地面工作人员排故解决。在无人机飞行的各个阶段，供电管理器故障无法排除时，供电管理器虽不能对电气参数进行采集及处理，此时一般电气参数数据会丢失，但不影响飞行安全；对于重要电气参数，由于飞控系统采集的电气重要参数一直都在进行，故电气重要参数并未丢失，此时采由飞控系统采集并处理重要电气参数作为飞行策略的依据，同时由飞控系统传给测控系统和飞参记录仪。

由工作原理可以看出，无人机电气系统的一般电气参数，是通过供电管理器完成管理工作，而对于无人机电气系统的重要电气参数，则是由供电管理器和与飞控制系统共同来完成，通过两个系统的电气重要参数热备份的管理方式，充分利用了两个系统的安全裕度，实现了重要电气参数的多裕度管理。

这样管理办法的好处在于：对于不影响安全的一般电气参数，由供电管理器自身来完成，可减少飞控系统、测控系统及飞参记录仪的工作量，而对于重要的电气参数，由供电管理器及飞控系统共同完成，可校准飞控系统及供电管理器的采集及处理的数据的正确性，以提供准确的参数，为飞行策略提供准确信息，从而大大提高飞机的自主飞行和安全性。

Claims (3)

1.一种数字化管理无人机电气参数的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)用一个具备自检测功能的供电管理器采集处理无人机电气系统参数，供电管理器将电气参数通过总线发给地面综合检测设备和飞控系统，并由飞控系统转发给测控系统、飞参记录仪，记录飞机在各种阶段的电气系统状态；

(2)一般电气参数由供电管理器处理，重要电气参数则由供电管理器及飞控系统共同完成，该重要电气参数同时被供电管理器监测采集并处理，通过总线将电气参数发给地面综合检测设备和飞控系统；由飞控系统通过总线方式转发给测控系统和飞参记录仪，记录飞机在各种阶段的电气系统状态。

2.如权利要求1所述的数字化管理无人机电气参数的方法，其特征在于，重要电气参数相关模拟量及状态量同时被飞控系统采集并处理，与供电管理器传递过数据相比较，数据一致时，则以供电管理器的数据作为飞行策略的判据，若数据不一致，则取对飞机影响最大的数据作为飞行策略的判据，飞控系统将供电管理器的数据转发给测控系统及飞参记录仪。

3.如权利要求1所述的数字化管理无人机电气参数的方法，其特征在于，当供电管理器采集数据或处理系统出现故障时，供电管理器给出故障信息，当故障无法排除时，则转由飞控系统采集并处理重要电气参数，作为飞行策略的依据。