CN117908356A - 一种飞控系统 - Google Patents

Abstract

本申请属于飞控系统设计领域，涉及一种飞控系统。该飞控系统包括多台综合计算机及多台简单控制器，每台简单控制器与一台综合计算机连接，以及与多台作动器控制模块连接，各作动器控制模块连接并驱动两个作动筒伸缩，以实现舵面偏转控制；所述飞控系统还包括两台应急计算机，各应急计算机连接多个应急作动器控制模块，各应急作动器控制模块连接并驱动两个作动筒伸缩，以实现舵面偏转控制；在正常模态下，由综合计算机进行数据处理和解算；在备份模态下，由简单控制器进行数据处理和解算；在应急模态下，由应急计算机进行数据处理和解算。本申请确保了系统的安全性，提高了系统的可靠性和可用性，同时降低了系统的重量，提升了飞机的性能。

Description

一种飞控系统

技术领域

本申请属于飞控系统设计领域，特别涉及一种飞控系统。

背景技术

在现代飞机设计过程中不断追求着高性能和高安全的设计目标，这推动了其主要系统都不断地发展创新，而作为飞机关键系统的飞控系统也在逐步地进步。飞控系统在设计过程中采用新技术时需要更加关注安全性问题，同时，也要考虑系统的可用性问题。飞控系统只有在考虑上述两个问题基础之上可靠地工作和重量最小化地实现，才能确保飞机在安全飞行的基础之上发挥最大的性能。

现有技术中，某型号飞机飞控系统采用电传飞控系统，其应运在飞行器上，包括：第一飞行控制器，第一飞行控制器包括第一飞控计算机和第一作动器控制器；第二飞行控制器，第二飞行控制器包括第二飞控计算机和第二作动器控制器，第一作动器控制器和第二作动器控制器的配置相同，第一飞控计算机和第二飞控计算机的配置相同；同时，电传飞控系统还包括第三作动器控制器和第四作动器控制器，是两台独立的作动器控制器，第三作动器控制器和第四作动器控制器的配置相同；电传飞控系统通过上述计算机系统完成传感器和作动器配置，实现了系统控制功能。

上述系统其飞控计算机配置2台，存在长时间工作时可用性不足的问题；由于其采用集中式控制方式，配置控制硬线较多，整体飞控系统综合和重量有一定的优化空间。

发明内容

本申请的目的在于提供一种飞控系统，通过对飞机飞控系统多层级模态和架构配置的总体设计，有效确保了飞机系统安全可靠地工作，同时，完成分布式控制和系统功能综合减重，有效提升了飞机飞行的性能指标。

本申请提供了一种飞控系统，主要包括多台综合计算机及多台简单控制器，每台简单控制器与一台综合计算机连接，以及与多台作动器控制模块连接，各作动器控制模块连接并驱动两个作动筒伸缩，以实现舵面偏转控制；

所述飞控系统还包括两台应急计算机，各所述应急计算机连接多台应急作动器控制模块，各应急作动器控制模块连接并驱动两个作动筒伸缩，以实现舵面偏转控制；

所述飞控系统具有正常模态、备份模态及应急模态三个控制方式，在正常模态下，由简单控制器向综合计算机反馈机载传感器及指令传感器采集的信号，并由综合计算机进行数据处理和解算，形成的综合控制指令通过简单控制器以总线形式下发给作动器控制模块；在备份模态下，由简单控制器进行数据处理和解算，形成备份控制指令，并通过总线形式下发给作动器控制模块；在应急模态下，由应急计算机对机载传感器及应急指令传感器采集的信号进行数据处理和解算，生成的应急控制指令通过应急总线形式下发给应急作动器控制模块。

优选地是，所述综合计算机与简单控制器的数量各为4台。

优选地是，所述由综合计算机进行数据处理和解算的内容包括：自动飞控功能、缝翼和襟翼控制功能、综合计算机之间信息交互功能以及副翼、方向舵、升降舵的控制功能。

优选地是，所述由简单控制器进行数据处理和解算的内容包括：舵面限偏、缝翼和襟翼控制以及副翼、方向舵、升降舵等控制功能。

优选地是，所述由应急计算机进行数据处理和解算的内容包括：舵面增益控制、应急副翼、应急方向舵、应急升降舵等控制功能。

优选地是，所述应急作动器控制模块包括应急液压伺服控制通道。

优选地是，所述应急液压伺服控制通道包括应急电磁阀通道、应急电液伺服阀通道以及应急闭环控制传感器通道。

本申请确保了系统的安全性，提高了系统的可靠性和可用性，同时降低了系统的重量，提升了飞机的性能。

附图说明

图1是本申请飞控系统的一优选实施例的系统架构图。

图2是本申请图1所示实施例的飞控系统应用示意图。

图3是液压伺服作动器应急通道示意图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术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方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

本申请提供了一种飞控系统，如图1所示，主要包括多台综合计算机及多台简单控制器，每台简单控制器与一台综合计算机连接，以及与多台作动器控制模块连接，各作动器控制模块连接并驱动两个作动筒伸缩，以实现舵面偏转控制；

所述飞控系统还包括两台应急计算机，各所述应急计算机连接多台应急作动器控制模块，各应急作动器控制模块连接并驱动两个作动筒伸缩，以实现舵面偏转控制；

所述飞控系统具有正常模态、备份模态及应急模态三个控制方式，在正常模态下，由简单控制器向综合计算机反馈机载传感器及指令传感器采集的信号，并由综合计算机进行数据处理和解算，形成的综合控制指令通过简单控制器以总线形式下发给作动器控制模块；在备份模态下，由简单控制器进行数据处理和解算，形成备份控制指令，并通过总线形式下发给作动器控制模块；在应急模态下，由应急计算机对机载传感器及应急指令传感器采集的信号进行数据处理和解算，生成的应急控制指令通过应急总线形式下发给应急作动器控制模块。

该实施例中，为了飞控系统能够可靠安全的工作，需要飞控系统明确多层级模态划分和目标功能定义，为此飞控系统可设置正常模态、备份模态和应急模态，正常模态可完成复杂解算功能、各种保护功能以及多类综合功能等事项，备份模态可完成简单解算功能、基本保护功能以及备份安全飞行等事项，应急模态可完成独立解算功能、应急保护功能以及应急安全飞行等事项。

在一些可选实施方式中，所述综合计算机与简单控制器的数量各为4台。备选实施方式中，也可以为3台，综合计算机通常为能够处理复杂任务、独立的计算机系统，例如采用中央处理器硬件和综合软件形成的计算机。依据实际任务可靠性要求配置，其所需解算控制指令和处理后驱动指令，具体可通过简单控制器获得一些传感器参数，以及执行这些指令，该综合计算机进行复杂解算、保护以及综合计算等所需信号可直接获取，也可以通过简单控制器获得，同样其可以独自执行或者交由简单控制器执行，综合计算机的供电可由简单控制器提供或者由机上汇流条直接供电。如前所述，综合计算机主要在正常模态下参与工作。

如图2所示，对于方向舵及副翼的控制应用示例中，综合计算机采集了大气、角速度、加速度等机载信号，以及经简单控制器的指令传感器发送来的指令控制信号等，然后进行副翼及方向舵的各作动筒控制，在一些可选实施方式中，所述由综合计算机进行数据处理和解算的内容包括：自动飞控功能、缝翼和襟翼控制功能、综合计算机之间信息交互功能以及副翼、方向舵、升降舵的控制功能。

简单控制器例如是指数字计算机或模拟计算机或复杂电子硬件和简单软件等构成的控制器，这里的简单仅是相对于综合计算机而言，其配置和计算需求较低，不需要计算复杂内容，在正常模态下，其主要为综合计算机提供数据或者传达综合计算机解算的指令，而在备份模态下，综合计算机不参与工作，此时备份指令由该简单控制器生成，其可以根据具体的安全可靠性要求配置，其解算指令所需的数据可由简单传感器提供，通过最基本保护功能处理之后将备份解算控制指令下发给作动器控制模块，最终实现作动器控制驱动舵面。

如图2所示，对于方向舵及副翼的控制应用示例中，简单控制器采集了大气、角速度、加速度等机载信号，以及指令传感器发送来的指令控制信号等，然后进行副翼及方向舵的各作动筒的备份控制，在一些可选实施方式中，所述由简单控制器进行数据处理和解算的内容包括：舵面限偏、缝翼和襟翼控制以及副翼、方向舵、升降舵等控制功能。

除上述系统组成之外，该飞控系统还配置了独立的应急计算机，例如不同的综合计算机或数字计算机或模拟计算机或复杂电子硬件和简单软件等构成的控制器等，依据应急模态可用性需求和设备可靠性要求配置，应当考虑非全应急作动器的情况，其解算指令所需的数据或信号由独立应急传感器提供，通过应急保护功能处理之后将应急解算控制指令下发给应急作动器控制模块，最终实现应急作动器控制驱动舵面。

在一些可选实施方式中，所述由应急计算机进行数据处理和解算的内容包括：舵面增益控制、应急副翼、应急方向舵、应急升降舵等控制功能。

在一些可选实施方式中，所述应急作动器控制模块包括应急液压伺服控制通道。

该实施例中，参考图3，作动器采用带控制模块的常规液压伺服作动器(包括作动器控制模块和两个作动筒)，应急作动器在带控制模块的常规液压伺服作动器基础之上增加了最少的应急液压伺服控制通道，例如在一些可选实施方式中，所述应急液压伺服控制通道包括应急电磁阀通道、应急电液伺服阀通道以及应急闭环控制传感器通道。

本申请明确分层了系统工作模态，提高了系统安全可靠性指标，综合了系统功能并优化了系统应急设备接口状态，有效的减轻了系统的重量。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种飞控系统，其特征在于，包括多台综合计算机及多台简单控制器，每台简单控制器与一台综合计算机连接，以及与多台作动器控制模块连接，各作动器控制模块连接并驱动两个作动筒伸缩，以实现舵面偏转控制；

所述飞控系统还包括两台应急计算机，各所述应急计算机连接多台应急作动器控制模块，各应急作动器控制模块连接并驱动两个作动筒伸缩，以实现舵面偏转控制；

所述飞控系统具有正常模态、备份模态及应急模态三个控制方式，在正常模态下，由简单控制器向综合计算机反馈机载传感器及指令传感器采集的信号，并由综合计算机进行数据处理和解算，形成的综合控制指令通过简单控制器以总线形式下发给作动器控制模块；在备份模态下，由简单控制器进行数据处理和解算，形成备份控制指令，并通过总线形式下发给作动器控制模块；在应急模态下，由应急计算机对机载传感器及应急指令传感器采集的信号进行数据处理和解算，生成的应急控制指令通过应急总线形式下发给应急作动器控制模块。

2.如权利要求1所述的飞控系统，其特征在于，所述综合计算机与简单控制器的数量各为4台。

3.如权利要求1所述的飞控系统，其特征在于，所述由综合计算机进行数据处理和解算的内容包括：自动飞控功能、缝翼和襟翼控制功能、综合计算机之间信息交互功能以及副翼、方向舵、升降舵的控制功能。

4.如权利要求1所述的飞控系统，其特征在于，所述由简单控制器进行数据处理和解算的内容包括：舵面限偏、缝翼和襟翼控制以及副翼、方向舵、升降舵等控制功能。

5.如权利要求1所述的飞控系统，其特征在于，所述由应急计算机进行数据处理和解算的内容包括：舵面增益控制、应急副翼、应急方向舵、应急升降舵等控制功能。

6.如权利要求1所述的飞控系统，其特征在于，所述应急作动器控制模块包括应急液压伺服控制通道。

7.如权利要求6所述的飞控系统，其特征在于，所述应急液压伺服控制通道包括应急电磁阀通道、应急电液伺服阀通道以及应急闭环控制传感器通道。