[发明专利]一种分布式飞控系统的飞行控制方法和装置

说明书

本发明提供一种分布式飞控系统的飞行控制方法和装置，飞控系统包括：四余度飞机管理计算机、驾驶员接口单元和远程控制终端，全权限电传飞行控制软件，控制增稳系统软件，驾驶员接口单元软件，伺服控制软件；由VMC控制的全权限电传飞控功能，由VMC和PIU协同工作的电传飞控系统，由PIU控制的应急备份控制系统，由VMC与机械传动装置功能参与的控制增稳系统，由VMC、PIU与机械传统装置协同工作的控制增稳系统，由PIU和机械传统装置共同工作的应急备份增稳系统，由纯机械和钢索操纵的机械备份模式。能够在分布式飞控系统的基础上实现各个节点功能的动态重构，采用了分布式冗余设计，增强了飞控系统的安全性。

技术领域

本发明属于飞行控制系统领域，具体涉及一种分布式飞控系统的飞行控制方法和装置。

背景技术

飞行控制系统属于安全关键的机载系统，其功能不仅影响飞机的飞行品质，也严重影响飞机的安全性。

在现有的飞行控制系统架构中，一般存在集中式处理和分布式处理两种模式。集中式处理一般由659总线负责信号的采集，由主飞控计算机完成余度管理、控制律计算等功能，并将控制指令发送至远程控制终端完成舵面位置的操纵。由于在集中式处理模式下，飞控计算机完成了信号的采集、指令计算以及控制指令的输出工作，因此具有架构简单，计算效率高等特点，但是集中式飞控系统的安全性主要依赖于主飞控计算机的安全性，如果飞控计算机出现故障或者降级，整个系统的安全性也会随之下降。

分布式飞控系统是一种新的架构模式，目前在课题中已经取得了广泛的应用。分布式飞控系统一般采用1394总线将飞控网络中的各个节点相连，各节点之间可以相互通信，其中飞机管理计算机(VMC)节点用于管理整个飞控网络，其它节点负责相关功能的数据采集和计算工作。相比于集中式处理，分布式系统的各模块都采用了冗余式的设计，结构更为复杂，任何一个节点的功能都可由其它节点分摊完成，因此，相比于集中式飞控系统，分布式飞控系统的安全性更高，即使飞机管理计算机节点失效也不会造成整个飞控系统的瘫痪。

但是，受限于处理器的计算能力，现有的分布式系统却存在各节点软件功能单一、重构能力弱等缺点。例如，在目前的分布式飞控架构下，四台飞机管理计算机上往往均部署同一套应用软件程序，一旦出现软件故障，容易引发共模问题，造成系统失效，影响飞行安全。其次，在现有的指令选择逻辑中，VMC在飞控系统中仍占据最高权限的主导地位，即使VMC已经降级成单余度，远程控制终端(ART)的输入信号仍旧以VMC的指令为主，而忽略其它节点的输出指令(例如驾驶员接口单元PIU)。由于没有其它通道进行比较监控，因此由VMC所计算出的控制指令存在一定程度的安全隐患。

综上所述，尽管分布式飞控系统相比于集中式飞控系统在安全性上有所提升，但是由于其部分功能分配不合理，因此，仍然具有一定的改进空间。

发明内容

本发明提出了一种分布式飞控系统的飞行控制方法和装置，以缓解现有分布式飞控系统存在节点功能单一、抗风险能力弱等问题。

本发明一方面提出了一种分布式飞控系统的飞行控制方法，所述分布式飞控系统包括：四余度的远程控制终端、飞机管理计算机VMC和驾驶员接口单元PIU；所述方法包括：

步骤1：在飞控系统的每个任务周期内，判断四余度的远程控制终端的有效状态；若全有效，则进入步骤2；若部分失效，则进入步骤3；

步骤2：若四余度的飞机管理计算机部分失效，且驾驶员接口单元的有效数大于飞机管理计算机的有效数，则根据驾驶员接口单元的有效数和飞机管理计算机的有效数，确定VMC加权系数和PIU加权系数；根据VMC加权系数和PIU加权系数，以及来自VMC完成全权限控制律解算得到的指令和来自PIU完成全权限控制律解算得到的指令，生成飞行控制指令；