[发明专利]一种电传飞行备份控制系统和方法

说明书

公开了一种电传飞行备份控制系统和方法。该电传飞行备份控制系统可包括备份传感器模块和耦合至备份传感器模块的备份控制计算机，备份控制计算机接收主控通道的状态信号，其中主控通道基于来自主控传感器模块的传感器信号生成控制命令以控制主控伺服作动模块，其中当备份控制计算机接收到的主控通道的状态信号指示主控通道失效时，备份控制计算机向备份传感器模块和备份伺服作动模块供电，并基于从备份传感器模块接收到的传感器信号生成控制命令以控制备份伺服作动模块。

技术领域

本发明涉及飞行器领域，尤其涉及一种电传飞行备份控制系统和方法。

背景技术

飞控系统是飞行器的飞行关键系统，对于飞行器安全至关重要。根据适航条款25.1309要求，单个失效无论概率大小不能导致灾难性后果。对于采用硬件冗余的电传飞控系统，如果存在同时导致主控系统和冗余系统无法正常工作的故障，可能导致整个飞控系统失效，即发生共模问题。共模问题会破坏冗余架构的独立性，因此，必须关注由于共模问题可能导致飞控系统失效的安全隐患。对于当前主流的飞机电传飞控系统，对共模对象进行备份是解决共模问题的一种有效措施。

在第一种备份方案中，可采用水平安定面配平作动器控制水平安定面、EMA控制两对扰流板的电备份方式。在第二种备份方案中，可采用副翼电备份，升降舵和方向舵液压作动器采用模拟线的备份方案，并且可选地采用双体系结构（2H/2E），从而具备独立的备份电源和控制模块。

第一种备份方案本质上是一种终极备份，更为简洁，然而备份能力较弱，仅具备短暂控制能力以等待飞控系统恢复。第二种备份方案具备持续安全飞行和着陆的能力，然而采用了复杂的余度配置和故障重构逻辑。

因此，本领域需要一种改进的电传飞行备份控制系统和方法。

发明内容

本发明提出了一种新的电传飞控备份控制系统，采用独立于主控通道的备份系统架构，保证备份控制系统的安全性。正常情况下，备份控制系统不干扰主控系统工作，当备份对象（例如主控计算机）共模故障时，备份控制系统能快速接管飞机控制，提供飞机持续安全飞行及尽快备降着陆的能力。

在本发明的一个实施例中，提供了一种电传飞行备份控制系统，其包括：备份传感器模块；备份控制计算机，所述备份控制计算机耦合至所述备份传感器模块，并且所述备份控制计算机接收主控通道的状态信号，其中所述主控通道基于来自主控传感器模块的传感器信号生成控制命令以控制主控伺服作动模块；以及与所述备份控制计算机相关联的备份伺服作动模块，其中当所述备份控制计算机接收到的主控通道的状态信号指示主控通道失效时，所述备份控制计算机向所述备份传感器模块和所述备份伺服作动模块供电，并基于从所述备份传感器模块接收到的传感器信号生成控制命令以控制所述备份伺服作动模块。

在一方面，在所述主控通道有效时，所述主控通道基于来自所述主控传感器模块的传感器信号生成控制命令以控制所述备份伺服作动模块。

在一方面，所述备份传感器模块包括驾驶舱操纵传感器和飞机传感器，其中所述驾驶舱操纵传感器用于检测驾驶舱的操作并提供操作输入，所述飞机传感器用于感测飞机状态和运动并提供反馈信息。

在一方面，所述备份伺服作动模块包括远程控制电子设备和相应的舵面作动器，所述远程控制电子设备接收来自所述主控通道和/或所述备份控制计算机的控制命令，并基于所接收到的控制命令使得所述舵面作动器驱动相应的舵面发生运动。

在一方面，所述远程控制电子设备包括：主控通道指令接口，用于接收来自所述主控通道的控制命令；以及备份通道指令接口，用于接收来自所述备份控制计算机的控制命令，其中当所述远程控制电子设备接收到来自所述主控通道的控制命令和所述备份控制计算机的控制命令时，所述远程控制电子设备基于来自所述主控通道的控制命令来使得所述舵面作动器驱动相应的舵面发生运动。

在一方面，所述远程控制电子设备包括：主控通道供电模块，用于接收来自所述主控通道的供电；以及备份通道供电模块，用于接收来自所述备份控制计算机的供电。