一种余度可裁剪的飞控计算机系统的制作方法

本发明属于无人飞行器电子系统设计，特别涉及一种余度可裁剪的飞控计算机系统。

背景技术：

1、飞控计算机是无人机的核心设备，对无人机的性能和可靠性至关重要。为提高其可靠性，传统方法采用余度设计，即使用两套或以上的部件，每个都能独立完成任务。这些相同或不同的部件集成在一台计算机中，形成多余度飞控计算机，以增强其可靠性。

2、然而，余度数目与可靠性并非线性关系，当达到一定数量后，增加余度对可靠性的提升变得有限，同时还会增加系统成本、重量、体积、复杂度、能耗及设计时间，甚至可能提高出错率。因此，在系统的余度设计中需要权衡各种因素，以实现最优的可靠性提升，合适的余度及其构型对满足无人机不同场合需求是非常有必要的。但现有的多余度飞控计算机结构通常较为固定，余度不易进行个性化调整，无法适应新的需求。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种余度可裁剪的飞控计算机系统。

2、具体的，本发明提供了一种余度可裁剪的飞控计算机系统，所述系统包含多台独立的同构飞控计算机，且多台所述飞控计算机相互独立各自运行，并通过交互总线实现数据通信；

3、多台所述飞控计算机之间为冗余备份关系，当某一飞控计算机出现故障，系统将转移控制权到冗余备份飞控计算机上；

4、所述飞控计算机系统采用控制处理/监控双支路架构，控制处理/监控支路独立设计，并采取隔离手段，从而能够进行通道指令的错误检测，保证输出指令的正确性。

5、优选的，每个飞控计算机中均包含飞控模块和供电模块两部分；

6、所述飞控模块中包括控制处理单元、监控单元及接口单元；

7、所述控制处理单元用于系统数据采集、导航计算、信息处理、任务处理、指令输出的集中处理平台；

8、所述监控单元用于对所述控制处理单元输出的控制指令进行指令回绕监控，当输出指令和所述监控单元的输出不一致时关断该通道输出；

9、所述接口单元用于各类数据的输入与控制指令的输出；

10、所述供电模块用于飞控计算机系统二次电源转换与分配，为其它模块提供二次直流电源，满足隔离要求及供电要求。

11、优选的，所述控制处理单元和所述监控单元采用异构处理器设计，不同的单元选用不同的硬件平台及控制软件。

12、优选的，所述控制处理单元包括多核自适应soc，存储器。

13、优选的，所述接口单元包括：供电接口，ad采集接口，rs422串口输入输出接口，rs232串口输入输出接口，rs485串口输入输出接口，can总线接口，离散量输入输出接口，ccdl总线接口，表决信号接口；所述接口单元中输出接口均采用具备使能控制的芯片。

14、优选的，所述监控单元以tms570lc4357处理器为核心，emif接口连接到所述控制处理单元的pl端，用于读取控制处理单元接收到的外部传感器数据；

15、所述监控单元和所述控制处理单元运行相同的控制律算法，完成计算后，将计算结果送到所述控制处理单元pl端的双口ram存储区；当所述控制处理单元计算输出的指令和所述监控单元计算的不一致时关断该飞控计算机通道输出。

16、优选的，所述飞控模块和所述供电模块均为板卡式设计，两块板卡通过板间接插件相连。

17、优选的，多个所述飞控计算机同步运算，且同一时刻只能有一个飞控计算机给执行机构输出指令。

18、优选的，所有所述飞控计算机优先权级相同，互相表决出由多台飞控计算机中的某一台输出，或者采用当班机权限决定当班机的方式工作；

19、多台所述飞控计算机采用并行工作方式，接口采用输入并行、输出主/备的工作方式。

20、优选的，多台所述飞控计算机通过ccdl总线通信接口进行通道间通信。

21、本发明的有益效果在于：

22、本发明提出了行之有效的方法解决了现有多余度飞控计算机余度固定、不够灵活，无法适应多种应用场合的问题。提出的余度可裁剪飞控计算机系统允许根据实际需求进行裁剪和调整，以满足不同飞行任务和场景的特定要求。这种定制性使得设计更加灵活，可以适应各种复杂的飞行环境和条件。而传统多余度飞控计算机虽然也具备冗余设计，但其组件和结构通常较为固定，不易进行个性化调整。

23、本发明提出的余度可裁剪飞控计算机组件的设计使其更易于适应新的飞行任务和技术发展。随着飞行任务的复杂性和要求的提高，可以通过增加或减少组件的冗余度来满足新的需求。这种扩展性使得飞控系统能够持续保持高性能和可靠性。余度可裁剪飞控计算机组件通过提供更高的定制性、灵活性、资源优化、成本效益以及适应性与扩展性等方面的创新，为现代飞行控制系统的设计和应用带来了新的可能性。

24、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种余度可裁剪的飞控计算机系统，其特征在于，所述系统包含多台独立的同构飞控计算机，且多台所述飞控计算机相互独立各自运行，并通过交互总线实现数据通信；

2.如权利要求1所述的余度可裁剪的飞控计算机系统，其特征在于，每个飞控计算机中均包含飞控模块和供电模块两部分；

3.如权利要求2所述的余度可裁剪的飞控计算机系统，其特征在于，所述控制处理单元和所述监控单元采用异构处理器设计，不同的单元选用不同的硬件平台及控制软件。

4.如权利要求2所述的余度可裁剪的飞控计算机系统，其特征在于，所述控制处理单元包括多核自适应soc，存储器。

5.如权利要求2所述的余度可裁剪的飞控计算机系统，其特征在于，所述接口单元包括：供电接口，ad采集接口，rs422串口输入输出接口，rs232串口输入输出接口，rs485串口输入输出接口，can总线接口，离散量输入输出接口，ccdl总线接口，表决信号接口；所述接口单元中输出接口均采用具备使能控制的芯片。

6.如权利要求2所述的余度可裁剪的飞控计算机系统，其特征在于，所述监控单元以tms570lc4357处理器为核心，emif接口连接到所述控制处理单元的pl端，用于读取控制处理单元接收到的外部传感器数据；

7.如权利要求2所述的余度可裁剪的飞控计算机系统，其特征在于，所述飞控模块和所述供电模块均为板卡式设计，两块板卡通过板间接插件相连。

8.如权利要求1所述的余度可裁剪的飞控计算机系统，其特征在于，多个所述飞控计算机同步运算，且同一时刻只能有一个飞控计算机给执行机构输出指令。

9.如权利要求1所述的余度可裁剪的飞控计算机系统，其特征在于，所有所述飞控计算机优先权级相同，互相表决出由多台飞控计算机中的某一台输出，或者采用当班机权限决定当班机的方式工作；

10.如权利要求1所述的余度可裁剪的飞控计算机系统，其特征在于，多台所述飞控计算机通过ccdl总线通信接口进行通道间通信。

技术总结本发明涉及无人飞行器技术领域，具体提出一种余度可裁剪的飞控计算机系统，具有高度的冗余性和可裁剪性；该系统包含多台独立的同构飞控计算机，且多台飞控计算机相互独立各自运行，并通过交互总线实现数据通信。多台飞控计算机之间为冗余备份关系，一旦系统组件中出现故障，系统能迅速转移控制权至冗余备份，确保飞机的控制不受干扰。相较于其它传统的多余度飞控计算机设计，本发明不再局限于固定的余度配置，而是能够根据特定的用途和严苛的可靠性要求，进行飞控组件余度的精准调整。这种灵活调整余度的设计，不仅提升了飞控系统的性能效果，更使其能够适应更多元化的应用场景。技术研发人员：贾森受保护的技术使用者：西安格儒电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18