一种机械双余度电气四余度的迎角余度管理方法

摘要

本发明涉及飞行控制系统领域，特别是涉及一种机械双余度电气四余度的迎角余度管理方法，至少解决目前迎角与飞管系统的余度不匹配问题。机械双余度电气四余度的迎角余度管理方法包括如下步骤：对传感器测量的四个电气信号与三余度飞管计算机进行余度匹配；对所述电气信号进行监控表决，得到迎角表决值。本发明的机械双余度电气四余度的迎角余度管理方法中，能够对传感器测量的四个电气信号与三余度飞管计算机进行余度匹配，再对电气信号进行监控表决，得到迎角表决值，避免误切现象发生。

说明书

技术领域

本发明涉及飞行控制系统领域，特别是涉及一种机械双余度电气四余度的迎角余度管理方法。

背景技术

为满足飞管系统基本余度需求，一些无人验证机大气数据系统配置两个标准空速管，为机上相关系统提供精度可用的全、静压和迎、侧角信号。标准空速管上的迎角风标传感器和侧滑角风标传感器可实现迎角、侧滑角的测量，每个传感器风标带动两路电位计信号输出，可保证向飞管计算机提供机械双余度电气四余度的迎角、侧滑角信号。

但是，由于相对应的无人验证机飞管计算机(飞管系统)是三余度系统，这就出现了迎角/侧滑角与飞管计算机的余度不匹配问题。

发明内容

本发明的目的是提供了一种机械双余度电气四余度的迎角余度管理方法，至少解决目前迎角与飞管系统的余度不匹配问题。

本发明的技术方案是：

一种机械双余度电气四余度的迎角余度管理方法，包括如下步骤：

步骤一、对传感器测量的四个电气信号与三余度飞管计算机进行余度匹配；

步骤二、对所述电气信号进行监控表决，得到迎角表决值。

优选的，在所述步骤一中，是将所述四个电气信号中的三个电气信号分别与所述三余度飞管计算机进行匹配，再将第四个电气信号进行一分三处理，一分三处理后再分别与所述三余度飞管计算机匹配。

优选的，在所述步骤二的监控表决步骤中，包括：

步骤2.1、将进行一分三处理之后的三个电气信号进行三余度监控表决，得到的表决值记为α4；

步骤2.2、将步骤一中的所述三个电气信号α1、α2、α3与步骤1.1中得到的α4共同进行四余度监控表决。

优选的，所述步骤2.2中包括：

步骤2.2.1、当所述四个电气信号中其中一个故障时，此时进行三余度比较监控；

步骤2.2.2、当再有一个电气信号故障时：

如果所述电气信号是与步骤2.2.1中故障的电气信号来自同一机械迎角传感器时，则最终迎角电气信号表决值输出故障安全值；如果所述电气信号是与步骤2.2.1中故障的电气信号来自不同一机械迎角传感器时，则最终迎角表决值为剩余两未故障的电气信号的平均值。

本发明的优点在于：

本发明的机械双余度电气四余度的迎角余度管理方法中，能够对传感器测量的四个电气信号与三余度飞管计算机进行余度匹配，再对电气信号进行监控表决，得到迎角表决值，避免误切现象发生。

附图说明

图1是反应本发明机械双余度电气四余度的迎角余度管理方法中迎角监控时机的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图1对本发明机械双余度电气四余度的迎角余度管理方法做进一步详细说明。

本发明提供了一种机械双余度电气四余度的迎角余度管理方法，包括如下步骤：

步骤一、对传感器测量的四个电气信号与三余度飞管计算机进行余度匹配。其中，四个电气信号与三余度飞管计算机的匹配可以通过多种适合的方式进行；例如，可以将每个电气迎角(或侧滑角)在计算机内进行电气一分三处理；可以舍弃其中一个电气余度，与飞管计算机三余度匹配；可以将其中的三个电气余度与三余度计算机匹配，将剩余一个电气余度与另外三个电气余度中的一个接向同一个计算机的AIN模块。本实施例中，优选将四个电气信号中的三个电气信号分别与三余度飞管计算机进行匹配，再将第四个电气信号进行一分三处理，一分三处理后再分别与三余度飞管计算机匹配，使得系统容错性、互换性更好，接线关系清楚、硬件代价小。

步骤二、对电气信号进行监控表决，得到迎角表决值。

具体地，对电气信号进行监控表决步骤中，可以包括：

步骤2.1、将进行一分三处理之后的三个电气信号进行三余度监控表决，得到的表决值记为α4。

步骤2.2、将步骤一中的所述三个电气信号α1、α2、α3与步骤1.1中得到的α4共同进行四余度监控表决。

进一步，在步骤2.2中又可以包括：

步骤2.2.1、当四个电气信号中其中一个故障时，此时进行三余度比较监控；

步骤2.2.2、当再有一个电气信号故障时：

如果电气信号是与步骤2.2.1中故障的电气信号来自同一机械迎角传感器时，则最终迎角电气信号表决值输出故障安全值；如果电气信号是与步骤2.2.1中故障的电气信号来自不同一机械迎角传感器时，则最终迎角表决值为剩余两未故障的电气信号的平均值。

本发明的机械双余度电气四余度的迎角余度管理方法中，能够对传感器测量的四个电气信号与三余度飞管计算机进行余度匹配，再对电气信号进行监控表决，得到迎角表决值，从而进行合理监控，避免误切现象发生。

另外，在进行监控表决之前，监控时机的选取也至关重要。当机轮承载或飞机速度较低时，两个风标迎角/侧滑角受气流扰动、地面颠簸等影响可能产生较大不一致；或者地勤人员误操作,将两个迎角/侧滑角风标放置于不同的偏转位置，此时若对迎侧角进行监控，容易出现误切现象。

考虑到迎角/侧滑角风标在飞机达到一定速度的情况下，输出信号置信度较高，因此，在本实施例中，特别如图1所示，当机轮承载且表速小于150km/h时，不进行迎角/侧滑角两个机械余度间的监控，也不进行同一机械迎角/侧滑角两个电气余度间的监控；如果机轮不承载或表速大于等于150km/h，则开始对机械迎角(和侧滑角)进行监控表决，使得监控更合理。

同样，在监控表决时，监控门限的设计也至关重要。在设计之初，参考以往型号设计经验和传感器信号特性，主要根据以下几点影响因素，初步确定幅值门限：

1)部件的精度：包括传感器的测量和安装误差；

2)信号传输的误差：传输线上损失电压；

3)信号处理的误差：包括信号的解调、放大、及A/D转换误差。

本型号迎角(侧滑角)传感器特性：测量范围±170°(±1°)，测量精度为±0.5％FS，同时估算信号传输误差及信号处理误差，初步确定迎角(侧滑角)传感器幅值门限为10°。

时间门限与幅值门限一样，是影响监控覆盖率和误切比的重要因素。时间门限的选定，一般应根据经验初步选择，然后通过仿真、铁鸟试验、飞行模拟试验最终确定。本文综合考虑迎角(侧滑角)传感器的信号变化率、在系统中的重要度以及信号的故障率情况，并根据以往设计经验初步确定时间门限，如表1所示：

表1迎角/侧滑角监控门限

另外，通过对后期滑行和试飞数据进行分析处理，得到了迎角(侧滑角)传感器的数据特征以及迎角(侧滑角)传感器各通道的一致性状况，根据这些数据，对迎角/侧滑角信号的监控门限进行优化调整。

通过对试飞数据的分析，机头空速管两余度迎角信号差约0.35度，侧滑角信号一致性较好；左前空速管两余度迎角信号一致性较好，信号差约为0.15度，侧滑角信号相差约0.2度；机头和左前迎/侧滑角差异稍大：迎角差约0.4度，侧滑角差约0.4度。

飞行数据的通道的误差涵盖了从信号传输到信号采集计算的各个过程，按照飞行数据显示，设计之处估算的理论误差过大，据此调整迎角/侧滑角的幅值幅值门限为5°。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。