无人机余度飞行控制计算机设计及研究

摘要

针对高空长航时无人机飞行控制系统性能与可靠性的需要，设计并实现了一种基于CAN总线的样例余度无人机飞行控制计算机。针对样例飞行控制计算机的结构特征，设计并制定了计算机内部任务调度同步和冗余管理策略，提出了飞行控制计算机数据链路及总线通信方案。 首先根据样例飞行控制计算机硬件结构特点，设计了基于总线节点状态、基于输出表决的故障监测及检测策略，实现了故障条件下的故障定位以及系统重构逻辑，完成了中央处理单元、内部总线和输入输出通道等的余度的管理功能，提高了飞行控制计算机的任务可靠性。 其次，完成了数据输入链路、数据交互链路、数据输出链路等的飞行控制计算机通信数据链路设计；完成了任务同步方案设计，该方案采用基于中值的一致性同步算法，实现系统同步初始化和超出最大异步度后的重同步。 再次，针对基于总线节点状态的监测及故障检测策略，借鉴TTCAN及CANaerospacce协议，研究并设计了飞行控制计算机内部各功能单元之间通信的协议帧、数据帧结构和数据调度方案，制定了总线通信协议。 最后，完成了样例余度飞行控制计算机相关测试试验，以验证设计方案与实现方法的正确性、合理性以及实际可行性。测试结果表明：计算机功能正确，能够有效发现并处理典型故障，具有容错能力，同时其性能指标满足设计要求。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、注释表

声明

第一章 绪论

第二章 余度飞行控制计算机方案设计

第三章 系统余度管理

第四章 数据链路及任务同步方法的设计

第五章 系统总线通信设计

第六章 试验验证及仿真

第七章 总结与展望

参考文献

致 谢

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