文章摘要:飞行控制计算机是无人机飞行控制系统的核心,其安全性和可靠性是保障无人机正常飞行的关键。采用余度管理和容错技术不仅可以提高飞行控制系统的安全性和可靠性,还可以最大程度上降低甚至消除故障对飞行控制系统正常运行的影响。本文在样例双余度飞行控制计算机硬件的基础上,研究改进双余度飞行控制系统容错策略技术并设计飞行控制软件。本文首先进行双余度飞行控制计算机总体需求分析,确定双余度飞行控制计算机硬件冗余特点满足设计需求,同时结合μC/OS-Ⅱ操作系统的特点,提出飞行控制软件总体设计需求,明确系统的余度管理方案和容错策略总体设计。其次,从飞行控制计算机的控制单元、总线单元和接口单元三个方面分别进行故障模式分析、故障检测与诊断、故障处置以及故障恢复等容错策略设计。其中,针对控制单元提出基于心跳检测和检查点检测相结合的方法、软件任务运行状态自检测和基于阈值—改进SPRT联合算法三种故障检测与诊断方法;针对总线单元提出总线通道检测和总线节点检测两种策略;针对接口单元提出数据更新率方法、阈值分析法和基于状态反馈等检测方法。根据故障检测结果设计故障处置与恢复策略,实现系统容错功能。然后,根据飞行控制软件功能模块化的思想,实现系统软件任务的划分和调度,完成系统飞行控制与管理模块、余度管理模块和容错策略模块的设计。最后,搭建半物理仿真平台,为了验证系统的容错策略开发了故障注入软件,在仿真环境下分别实现对控制单元、总线单元和接口单元的容错策略验证,仿真结果表明双余度飞行控制计算机软件的功能和性能指标满足最初的设计要求。

文章关键词:

论文分类号:V247.12

文章来源：《工业控制计算机》 网址: http://www.gykzjsj.cn/qikandaodu/2022/0202/385.html