一种战斗教练机中的前后舱飞控系统指令综合方法

摘要

本发明属于飞控系统技术，涉及一种战斗教练机中的前后舱飞控系统指令综合方法。本发明包括飞控超控权限开关综合逻辑、飞控超控开关综合逻辑、前后舱驾驶杆/脚蹬综合逻辑和座舱开关综合逻辑。本发明解决了前后舱无机械交联飞控系统的操纵问题，提高了飞控系统安全性，实现了正常情况下前后舱操纵指令叠加和开关指令综合。

说明书

技术领域

本发明属于飞控系统技术，涉及一种战斗教练机中的前后舱飞控系统指令综合方法。

背景技术

常规战斗教练机飞控系统前后舱驾驶杆/脚蹬组件一般采用机械交联，座舱控制开关一般采用硬件综合方式。新型战斗教练机为了缓解前后座舱空间紧张,飞控系统采用了完全独立的驾驶杆/脚蹬组件和座舱控制开关；为了提高系统先进性和实现更加复杂的控制逻辑，广泛采用了全权限、三轴、多余度电传操纵系统。

由于前后座舱无机械交联，飞控系统必须采用严密的数字指令综合逻辑，同时实现训练和作战任务，提高系统安全性。飞控系统通过飞控计算机实现系统管理、余度管理和控制律计算，飞控计算机是全机飞控系统的核心控制组件。

发明内容

本发明的目的是：为新型战斗教练机飞控系统提供一种前后舱飞控系统指令综合方法。

本发明的技术方案是：一种战斗教练机中的前后舱飞控系统指令综合方法，包括飞控超控权限开关综合逻辑、飞控超控开关综合逻辑、前后舱驾驶杆/脚蹬综合逻辑和座舱开关综合逻辑；其中：

1、飞控超控权限开关综合逻辑

“飞控超控权限组合开关”信号定义“0”为组合开关无效，“1”为前舱超控权限，“2”为屏蔽后舱权限，“3”为后舱超控权限。

按照以下逻辑对前舱飞控超控权限开关、屏蔽后舱权限开关、后舱超控权限开关表决值进行组合，产生“飞控超控权限组合开关”信号，使用该信号进行前后舱驾驶杆/脚蹬指令、座舱开关综合逻辑计算；“飞控超控权限组合开关”信号生成逻辑如下：

1.a)若前舱飞控超控权限开关、屏蔽后舱权限开关、后舱超控权限开关任意一个开关全部故障，置“飞控超控权限组合开关”＝0，同时点亮“前舱超控权限”和“后舱超控权限”指示灯，退出“飞控超控权限组合开关”信号计算；

1.b)若前舱飞控超控权限开关、屏蔽后舱权限开关、后舱超控权限开关出现下列组合，置“飞控超控权限组合开关”＝0，在非易失存储器(Nonvolatile Memory，简称“NVM”)中记录飞控超控权限组合开关信号故障，同时点亮“前舱超控权限”和“后舱超控权限”指示灯，退出“飞控超控权限组合开关”信号计算：

ⅰ)任意两个为“1”；

ⅱ)三个均为“1”；

ⅲ)三个均为“0”。

1.c)若前舱飞控超控权限开关为1，置“飞控超控权限组合开关”＝1，进行如下操作：

ⅰ)若前舱飞控超控开关表决值为0，点亮“前舱超控权限”指示灯；

ⅱ)若前舱飞控超控开关表决值为1，点亮“前舱超控权限”、“驾驶杆超控”指示灯。

1.d)若屏蔽后舱权限开关为1，置“飞控超控权限组合开关”＝2，点亮“屏蔽后舱权限”指示灯；

1.e)若后舱飞控超控权限开关为1，置“飞控超控权限组合开关”＝3，并进行如下操作：

ⅰ)若后舱飞控超控开关表决值为0，点亮“后舱超控权限”指示灯：

ⅱ)若后舱飞控超控开关表决值为1，点亮“后舱超控权限”、“驾驶杆超控”指示灯。

2、飞控超控开关综合逻辑

按照下列逻辑产生组合飞控超控开关信号：

2.a)若前后舱开关均故障，组合表决值为故障安全值0，置控制律重构位，退出综合逻辑计算；

2.b)按照如下算法进行组合表决值计算：

其中：

v_vdfcsovdsw为综合后的飞控超控开关表决值；

v_vdfcsovdsw_fwd为前舱飞控超控开关表决值；

v_vdfcsovdsw_aft为后舱飞控超控开关表决值。

2.c)当前舱开关故障而后舱开关无故障：

ⅰ)若发生故障瞬间：当后舱飞控超控开关接通时，不置控制律重构位；当后舱飞控超控开关未接通时，置控制律重构位；

ⅱ)若故障发生后，后舱飞控超控开关接通，清除控制律重构位。

2.d)当前舱开关无故障时，不置控制律重构位。

3、前后舱驾驶杆/脚蹬综合逻辑

对于前后舱驾驶杆/脚蹬指令信号，飞控系统综合“飞控超控权限组合开关”和前后舱飞控超控开关表决值信号，完成前后舱驾驶杆/脚蹬综合逻辑。前后舱驾驶杆/脚蹬指令综合逻辑完全一致，综合逻辑如下：

3.a)“飞控超控权限组合开关”＝0

此时飞控超控功能无效，驾驶杆/脚蹬指令根据前、后舱指令线性叠加后结果送控制律计算，叠加逻辑如下：

其中：

v_v为送控制律计算的驾驶杆/脚蹬指令；

v_v_fwd为前舱驾驶杆/脚蹬指令表决值；

v_v_aft为后舱驾驶杆/脚蹬指令表决值；

V_max为驾驶杆/脚蹬指令最大正向位移；

V_min为驾驶杆/脚蹬指令最大负向位移。

3.b)“飞控超控权限组合开关”＝1

ⅰ)若前舱飞控超控开关表决值为0，驾驶杆/脚蹬指令按照3.a)条叠加；

ⅱ)若前舱飞控超控开关表决值为1，v_v＝v_v_fwd。

3.c)“飞控超控权限组合开关”＝2，v_v＝v_v_fwd；

3.d)“飞控超控权限组合开关”＝3

ⅰ)若后舱飞控超控开关表决值为0，驾驶杆/脚蹬指令按照3.a)条叠加；

ⅱ)若后舱飞控超控开关表决值为1，v_v＝v_v_aft。

4、座舱开关综合逻辑

对于前后舱具有完全相同功能的开关，飞控系统综合“飞控超控权限组合开关”和前后舱飞控超控开关表决值信号，完成开关超控逻辑，超控逻辑如下：

4.a)“飞控超控权限组合开关”＝0

此时飞控超控功能无效，根据前、后舱开关表决值综合产生表决信号送控制律计算，综合逻辑如下：

其中：

v_vdsw为综合后的开关表决值；

v_vdsw_fwd为前舱开关表决值；

v_vdsw_aft为后舱开关表决值。

4.b)“飞控超控权限组合开关”＝1

ⅰ)若前舱飞控超控开关表决值为0，按照4.a)条综合；

ⅱ)若前舱飞控超控开关表决值为1，v_vdsw＝v_vdsw_fwd。

4.c)“飞控超控权限组合开关”＝2，v_vdsw＝v_vdsw_fwd；

4.d)“飞控超控权限组合开关”＝3

ⅰ)若后舱飞控超控开关表决值为0，按照a)条综合；

ⅱ)若后舱飞控超控开关表决值为1，v_vdsw＝v_vdsw_aft。

本发明的有益效果是：对于前后座舱完全独立无机械交联的新型战斗教练机，采用本发明能对前后座舱飞控系统信号进行综合管理，解决了前后舱无机械交联飞控系统的操纵问题，提高了飞控系统安全性，实现正常情况下前后舱操纵指令叠加和开关指令综合，对于前舱或后舱信号故障、前舱或后舱操作失误的情况，设置了前后舱超控逻辑，确保飞控系统操纵正常，同时考虑作战需求，设置了后舱信号屏蔽功能。本发明属国内首创，国际先进，具有一定的创新性，该技术已成功应用在某型飞机。本发明综合利用座舱硬件资源，采用严密的数字指令综合和超控逻辑，需要飞控计算机机载软件实现，前后舱飞控系统指令综合软件驻留在飞控计算机CPU中，软件运行周期15ms。

附图说明

图1为本发明前后舱飞控系统指令综合方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

参见图1，飞控计算机采集飞控超控权限开关、前后舱驾驶杆/脚蹬指令、前后舱座舱开关信号后，经过模拟/离散信号表决/监控算法，产生飞控超控权限开关表决值和状态信号、飞控超控开关表决值、前后舱驾驶杆/脚蹬指令表决值、前后舱座舱开关表决值，上述信号送入前后舱飞控系统指令综合方法产生驾驶杆/脚蹬指令综合信号和座舱开关综合信号，并将上述信号送入控制律计算，同时控制驾驶杆指示灯板，告知飞行员当前状态。

本发明一种战斗教练机中的前后舱飞控系统指令综合方法，包括飞控超控权限开关综合逻辑、飞控超控开关综合逻辑、前后舱驾驶杆/脚蹬综合逻辑和座舱开关综合逻辑；其中：

1、飞控超控权限开关综合逻辑

“飞控超控权限组合开关”信号定义“0”为组合开关无效，“1”为前舱超控权限，“2”为屏蔽后舱权限，“3”为后舱超控权限。

按照以下逻辑对前舱飞控超控权限开关、屏蔽后舱权限开关、后舱超控权限开关表决值进行组合，产生“飞控超控权限组合开关”信号，使用该信号进行前后舱驾驶杆/脚蹬指令、座舱开关综合逻辑计算；“飞控超控权限组合开关”信号生成逻辑如下：

1.a)若前舱飞控超控权限开关、屏蔽后舱权限开关、后舱超控权限开关任意一个开关全部故障，置“飞控超控权限组合开关”＝0，同时点亮“前舱超控权限”和“后舱超控权限”指示灯，退出“飞控超控权限组合开关”信号计算；

1.b)若前舱飞控超控权限开关、屏蔽后舱权限开关、后舱超控权限开关出现下列组合，置“飞控超控权限组合开关”＝0，在非易失存储器(Nonvolatile Memory，简称“NVM”)中记录飞控超控权限组合开关信号故障，同时点亮“前舱超控权限”和“后舱超控权限”指示灯，退出“飞控超控权限组合开关”信号计算：

ⅰ)任意两个为“1”；

ⅱ)三个均为“1”；

ⅲ)三个均为“0”。

1.c)若前舱飞控超控权限开关为1，置“飞控超控权限组合开关”＝1，进行如下操作：

ⅰ)若前舱飞控超控开关表决值为0，点亮“前舱超控权限”指示灯；

ⅱ)若前舱飞控超控开关表决值为1，点亮“前舱超控权限”、“驾驶杆超控”指示灯。

1.d)若屏蔽后舱权限开关为1，置“飞控超控权限组合开关”＝2，点亮“屏蔽后舱权限”指示灯；

1.e)若后舱飞控超控权限开关为1，置“飞控超控权限组合开关”＝3，并进行如下操作：

ⅰ)若后舱飞控超控开关表决值为0，点亮“后舱超控权限”指示灯：

ⅱ)若后舱飞控超控开关表决值为1，点亮“后舱超控权限”、“驾驶杆超控”指示灯。

2、飞控超控开关综合逻辑

按照下列逻辑产生组合飞控超控开关信号：

2.a)若前后舱开关均故障，组合表决值为故障安全值0，置控制律重构位，退出综合逻辑计算；

2.b)按照如下算法进行组合表决值计算：

其中：

v_vdfcsovdsw为综合后的飞控超控开关表决值；

v_vdfcsovdsw_fwd为前舱飞控超控开关表决值；

v_vdfcsovdsw_aft为后舱飞控超控开关表决值。

2.c)当前舱开关故障而后舱开关无故障：

ⅰ)若发生故障瞬间：当后舱飞控超控开关接通时，不置控制律重构位；当后舱飞控超控开关未接通时，置控制律重构位；

ⅱ)若故障发生后，后舱飞控超控开关接通，清除控制律重构位。

2.d)当前舱开关无故障时，不置控制律重构位。

3、前后舱驾驶杆/脚蹬综合逻辑

对于前后舱驾驶杆/脚蹬指令信号，飞控系统综合“飞控超控权限组合开关”和前后舱飞控超控开关表决值信号，完成前后舱驾驶杆/脚蹬综合逻辑。前后舱驾驶杆/脚蹬指令综合逻辑完全一致，综合逻辑如下：

3.a)“飞控超控权限组合开关”＝0

此时飞控超控功能无效，驾驶杆/脚蹬指令根据前、后舱指令线性叠加后结果送控制律计算，叠加逻辑如下：

其中：

v_v为送控制律计算的驾驶杆/脚蹬指令；

v_v_fwd为前舱驾驶杆/脚蹬指令表决值；

v_v_aft为后舱驾驶杆/脚蹬指令表决值；

V_max为驾驶杆/脚蹬指令最大正向位移；

V_min为驾驶杆/脚蹬指令最大负向位移。

3.b)“飞控超控权限组合开关”＝1

ⅰ)若前舱飞控超控开关表决值为0，驾驶杆/脚蹬指令按照3.a)条叠加；

ⅱ)若前舱飞控超控开关表决值为1，v_v＝v_v_fwd。

3.c)“飞控超控权限组合开关”＝2，v_v＝v_v_fwd；

3.d)“飞控超控权限组合开关”＝3

ⅰ)若后舱飞控超控开关表决值为0，驾驶杆/脚蹬指令按照3.a)条叠加；

ⅱ)若后舱飞控超控开关表决值为1，v_v＝v_v_aft。

4、座舱开关综合逻辑

对于前后舱具有完全相同功能的开关，飞控系统综合“飞控超控权限组合开关”和前后舱飞控超控开关表决值信号，完成开关超控逻辑，超控逻辑如下：

4.a)“飞控超控权限组合开关”＝0

此时飞控超控功能无效，根据前、后舱开关表决值综合产生表决信号送控制律计算，综合逻辑如下：

其中：

v_vdsw为综合后的开关表决值；

v_vdsw_fwd为前舱开关表决值；

v_vdsw_aft为后舱开关表决值。

4.b)“飞控超控权限组合开关”＝1

ⅰ)若前舱飞控超控开关表决值为0，按照a)条综合；

ⅱ)若前舱飞控超控开关表决值为1，v_vdsw＝v_vdsw_fwd。

4.c)“飞控超控权限组合开关”＝2，v_vdsw＝v_vdsw_fwd；

4.d)“飞控超控权限组合开关”＝3

ⅰ)若后舱飞控超控开关表决值为0，按照4.a)条综合；

ⅱ)若后舱飞控超控开关表决值为1，v_vdsw＝v_vdsw_aft。