數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)信號(hào)注入/修改方案設(shè)計(jì)

吳志琪

【摘 要】隨著數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)在民用航空業(yè)中的發(fā)展，飛控系統(tǒng)各部件間開始采用總線傳輸?shù)姆绞?，使得傳統(tǒng)電傳飛控系統(tǒng)信號(hào)注入/修改的方案不再適用。本文提出了兩種用于數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)信號(hào)注入/修改的方案，并對(duì)兩種方式進(jìn)行分析討論。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)；信號(hào)注入/修改

0 引言

隨著民用航空的發(fā)展，數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)逐漸取代傳統(tǒng)電傳飛行控制系統(tǒng)，成為眾多飛機(jī)的選擇。與傳統(tǒng)的電傳飛行控制系統(tǒng)相比，數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)具有重量輕、抗干擾性強(qiáng)、精度高等特點(diǎn)。飛控計(jì)算機(jī)、作動(dòng)器控制電子、傳感器輸入、遠(yuǎn)程控制電子、系統(tǒng)接口間通過總線連接，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，但同時(shí)也為試驗(yàn)期間向飛控系統(tǒng)注入/修改信號(hào)增加了難點(diǎn)。

飛控系統(tǒng)各部件間在接收信號(hào)時(shí)需根據(jù)總線協(xié)議，對(duì)信號(hào)進(jìn)行解析；在發(fā)送信號(hào)時(shí)需根據(jù)總線協(xié)議對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼。傳統(tǒng)電傳飛行控制系統(tǒng)能直接在傳輸線上注入/修改信號(hào)，而數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)不同，在總線傳輸過程中對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼再編碼勢(shì)必會(huì)對(duì)信號(hào)完整性、系統(tǒng)延遲造成影響。

因此，本文提出兩種數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)信號(hào)注入/修改的方案：一是在飛控計(jì)算機(jī)端預(yù)留試驗(yàn)接口，二是在作動(dòng)器控制電子端預(yù)留試驗(yàn)接口。

1 飛控計(jì)算機(jī)端預(yù)留試驗(yàn)接口方案

飛控計(jì)算機(jī)作為整個(gè)飛控系統(tǒng)的核心，擁有眾多功能不一的模塊。在飛控計(jì)算機(jī)控制律模塊的輸出支路上進(jìn)行信號(hào)疊加、飛控系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)修改等，以支持試驗(yàn)過程中信號(hào)注入/修改的要求，示意圖如圖1所示。當(dāng)試驗(yàn)需要注入/修改信號(hào)時(shí)，試驗(yàn)人員通過操控信號(hào)注入/修改設(shè)備，選擇試驗(yàn)所需的信號(hào)參數(shù)，通過飛控計(jì)算機(jī)上預(yù)留的接口與控制律后端指令疊加，并通過總線傳輸?shù)阶鲃?dòng)器控制電子，進(jìn)而控制作動(dòng)器。

2 作動(dòng)器控制電子端預(yù)留試驗(yàn)接口方案

作動(dòng)器控制電子作為整個(gè)飛控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，能夠在飛控計(jì)算機(jī)正常工作時(shí)傳輸控制指令，也能夠在飛控計(jì)算機(jī)失效的情況下根據(jù)傳感器、飛行員的輸入信號(hào)計(jì)算控制指令，操縱作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)。當(dāng)試驗(yàn)需要注入/修改信號(hào)時(shí)，試驗(yàn)人員通過信號(hào)注入/修改設(shè)備，選擇試驗(yàn)要求的信號(hào)，通過作動(dòng)器控制電子上預(yù)留的接口，與飛控計(jì)算機(jī)控制信號(hào)或者作動(dòng)器控制電子中控制律輸出的控制指令疊加，進(jìn)而控制作動(dòng)器。圖2是在作動(dòng)器控制電子端預(yù)留接口方案的示意圖。

3 分析討論

注入/修改信號(hào)位置的不同造成兩種方式各自特點(diǎn)以及適用范圍的不同。

在飛控計(jì)算機(jī)端預(yù)留試驗(yàn)接口的方案，優(yōu)點(diǎn)在于該信號(hào)注入/修改點(diǎn)在整個(gè)系統(tǒng)前端，控制信號(hào)疊加后，還需通過總線傳輸至作動(dòng)器控制電子，作動(dòng)器控制電子內(nèi)的監(jiān)控器還能對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，使整個(gè)方案具有較高的安全性，無需額外增加監(jiān)控器以保證安全。但是注入/修改點(diǎn)的位置決定了在飛控計(jì)算機(jī)信號(hào)無效情況下無法進(jìn)行信號(hào)的注入及修改，因此，該方案更適用于設(shè)計(jì)人員無在飛控計(jì)算機(jī)失效情況下注入/修改信號(hào)的要求的情況。

在作動(dòng)器控制電子端預(yù)留試驗(yàn)接口的方案，優(yōu)點(diǎn)在于該方案不受限于飛控計(jì)算機(jī)的有效性，即使在飛控計(jì)算機(jī)均失效的情況下仍能夠進(jìn)行信號(hào)注入/修改。但該注入/修改點(diǎn)在系統(tǒng)后端，為保證系統(tǒng)安全，需額外設(shè)計(jì)監(jiān)控器以保證注入/修改信號(hào)的安全性。因此，該方案更適用于設(shè)計(jì)人員需在飛控計(jì)算機(jī)失效情況下進(jìn)行信號(hào)的注入/修改的情況。

4 結(jié)論

本文針對(duì)數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了在飛控計(jì)算機(jī)以及作動(dòng)器控制電子端預(yù)留試驗(yàn)接口的方案來支持信號(hào)注入/修改的試驗(yàn)要求，并對(duì)兩種方案進(jìn)行了分析，為設(shè)計(jì)人員在飛控系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段提供了一定的參考。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]