阅读说明：本技术 一种双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法 (Voting monitoring method for gears of double-redundancy flap control handle ) 是由 安书董 郑久寿 李明 康晓东 索晓杰 马子飞 于 2020-11-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法,分别从襟翼操纵手柄档位的判定方案和双余度的表决方案两方面进行说明,在档位的判定中,增加了档位浮空期的处理方式,解决浮空期电压档位随机态导致的舵面抖动现象；在得到单通道结果后,通过交叉通道数据链路获取双余度手柄档位并按照双余度策略进行表决,得出最终手柄档位,提升系统可靠性。本发明通过增加手柄档位浮空期的处理策略,有效避免了手柄档位浮空期舵面轻微抖动的现象；针对性的设计了基于双余度系统的手柄档位表决策略,确保襟翼控制系统能获取稳定可靠的操纵手柄档位,提供给控制率用于控制舵面；本发明在设计上具有较高的可移植性,在策略上能够提高系统的稳定性和可靠性。(The invention discloses a voting monitoring method for gears of a dual-redundancy flap control handle, which is explained from two aspects of a judgment scheme for the gears of the flap control handle and a voting scheme for the dual-redundancy flap control handle respectively, wherein in the judgment of the gears, a processing mode of a gear floating period is added, and the problem of control surface shake caused by a random state of voltage gears in the floating period is solved; and after a single-channel result is obtained, obtaining a double-redundancy handle gear through a cross channel data link, voting according to a double-redundancy strategy, obtaining a final handle gear, and improving the reliability of the system. According to the invention, by adding a processing strategy of the handle gear floating period, the phenomenon that the control surface slightly shakes during the handle gear floating period is effectively avoided; a handle gear voting strategy based on a dual-redundancy system is designed in a targeted manner, so that a flap control system can obtain stable and reliable control handle gears, and the control ratio is provided for controlling a control surface; the invention has higher portability in design and can improve the stability and reliability of the system in strategy.)

一种双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法

技术领域

本发明涉及但不限于飞控系统襟翼控制计算机设计领域，公开一种双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法。

背景技术

飞控系统中，襟翼控制计算机通过襟翼操纵手柄传感器和襟翼位置传感器信息对襟翼进行闭环控制，并向飞行员上报襟翼手柄及襟翼位置信息。基于以上论述，襟翼控制系统能否正确获取操纵手柄传感器的档位信息对飞控系统的安全性有着重要影响。

目前通用的手柄传感器档位信息获取方式中，往往对档位变化的中间态缺乏关注，然而传感器各个档位信息通常对应于阶梯型形式的不连续电压信号，这样在档位变化时所处的电压不可预知，会造成舵面的轻微抖动。另外，目前的手柄档位判决缺乏有效的双余度表决策略，这些都会对飞控系统带来一定程度的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是：

本发明实施例提供一种双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法，以解决现有飞控系统襟翼控制计算机在应用中出现的档位浮空期舵面抖动、缺乏双余度监控表决策略等问题。

本发明的技术方案：

本发明实施例提供一种双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法，包含：襟翼操纵手柄档位的判定方案和双余度的表决方案；

所述襟翼操纵手柄档位的判定方案包括：通过设置有效档位门限，并且在当前档位的计数值到达门限时，将当前档位确定为有效档位；在档位发生变化过程中，中间的随机态档位电压值无法到达有效档位范围内，则不认为档位发生变化；

所述双余度的表决方案包括：将襟翼控制计算机双通道的手柄档位通过交叉通道数据链路相互传输，在双通道档位均有效时，取均值作为最终档位；当其中一个通道档位无效，则采用另一通道的有效档位。

可选地，如上所述的双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法中，所述所述襟翼操纵手柄档位的判定方案，包括：

步骤1，根据手柄位置确定手柄的初始档位；

步骤2，实时检测当前有效手柄档位，当手柄电压值落在当前有效档位范围内则执行计数，当有效计数值大于或等于门限则确定为有效档位；

步骤3，当手柄初始档位发生变化且新档位有效时，手柄可执行状态置为有效状态，根据手柄有效档位及实时襟翼位置传感器反馈输出指令差。

可选地，如上所述的双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法中，

所述步骤2中，当手柄电压值落在其他有效档位范围内则计数值清零，以避免档位变化时手柄电压值落在所述有效档位范围内时的多次计数。

可选地，如上所述的双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法中，

所述步骤2中，当监控出手柄电压值落于非有效档位范围或者有效计数值小于门限，则将上一个有效档位确定为当前有效档位。

可选地，如上所述的双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法中，所述襟翼操纵手柄档位的判定方案，在步骤1之前还包括：

系统上电后，初始化定义手柄可执行状态为无效状态，则在确定出手柄的初始档位后，执行步骤2。

可选地，如上所述的双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法中，所述双余度的表决方案包括：

步骤1，本通道通过交叉数据链路获取另一通道的手柄档位信；

步骤2，本通道根据两个通道的手柄档位的有效电压值，确定最终输出的有效档位。

可选地，如上所述的双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法中，所述步骤2包括：

当两个通道的手柄档位均有效且互比一致，则采用两个通道有效电压的均值作为最终的手柄档位电压；

当其中一个通道的档位电压为无效值或超范围时，则进行故障计数，并根据故障计数进行手柄档位电压的输出。

可选地，如上所述的双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法中，所述根据故障计数进行手柄档位电压的输出，包括：

当故障计数在故障门限之内，则采用故障通道的上一拍有效电压值来作为所述故障通道的档位电压进行均值计算；

当故障计数超过故障门限时，则将故障通道的手柄电压档位确定为故障，采取非故障通道的档位电压值作为最终输出的手柄档位电压。

本发明的优点是：

本发明实施例提供的双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法，是基于飞控系统襟翼控制分系统上进行的完善性设计。该操纵手柄档位浮空期舵面轻微针抖动的处理策略为：通过设置有效档位门限，只有到达门限的才属于有效档位；在档位发生变化时，中间的随机态无法到达有效档位判定门限，不认为档位变化，避免了浮空期随机态带来的影响。本发明实施例中双余度表决监控的处理策略为：将襟翼控制计算机双通道的手柄档位通过交叉通道数据链路相互传输，在双通道档位均有效时，取均值作为最终档位。若一路档位无效，则采用另一余度的有效档位，这样提高容错率和可靠性。本发明实施例提供的双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法具有如下优点：

1.本发明在功能上，增加了手柄档位浮空期的处理，避免了档位变化时导致的襟翼舵面轻微抖动现象。

2.本发明在设计上，引入双余度表决算法得出最终的手柄档位，该结果准确性较高。

3.本发明在实现方式上，通过交叉通道数据链路实现双余度的交叉互比，具有较高的输出速率。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例提供的手柄档位表决监控方法中档位浮空期的处理流程图；

图2为本发明实施例提供的手柄档位表决监控方法中双余度监控表决的逻辑处理流程图；

图3为本发明实施例提供的手柄档位表决监控方法中双余度之间的交叉通道数据链路的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

本发明实施例提供一种双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法，具体包含：襟翼操纵手柄档位的判定方案和双余度的表决方案。

本发明实施例中的襟翼操纵手柄档位的判定方案，可以包括：通过设置有效档位门限，并且在当前档位的计数值到达门限时，将当前档位确定为有效档位；在档位发生变化过程中，中间的随机态档位电压值无法到达有效档位范围内，则不认为档位发生变化。

本发明实施例中的双余度的表决方案，可以包括：将襟翼控制计算机双通道的手柄档位通过交叉通道数据链路相互传输，在双通道档位均有效时，取均值作为最终档位；当其中一个通道档位无效，则采用另一通道的有效档位。

本发明实施例提供的多余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法在具体实施过程中，襟翼操纵手柄档位的判定方案的具体实施方式，可以包括如下实施步骤：

步骤1，根据手柄位置确定手柄的初始档位；

步骤2，实时检测当前有效手柄档位，当手柄电压值落在当前有效档位范围内则执行计数，当有效计数值大于或等于门限则确定为有效档位；

步骤3，当手柄初始档位发生变化且新档位有效时，手柄可执行状态置为有效状态，根据手柄有效档位及实时襟翼位置传感器反馈输出指令差。

本发明实施例在实际应用中，在上述步骤2中，当手柄电压值落在其他有效档位范围内则计数值清零，以避免档位变化时手柄电压值落在有效档位范围内时的多次计数。

本发明实施例在实际应用中，在上述步骤2中，当监控出手柄电压值落于非有效档位范围或者有效计数值小于门限，则将上一个有效档位确定为当前有效档位。

本发明实施例在实际应用中，襟翼操纵手柄档位的判定方案，在上述步骤1之前还包括：

系统上电后，初始化定义手柄可执行状态为无效状态，则在确定出手柄的初始档位后，执行步骤2。

本发明实施例提供的多余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法在具体实施过程中，双余度的表决方案的具体实施方式，可以包括如下实施步骤：：

步骤1，本通道通过交叉数据链路获取另一通道的手柄档位信；

步骤2，本通道根据两个通道的手柄档位的有效电压值，确定最终输出的有效档位。

本发明实施例在实际应用中，上述步骤2可以包括：

当两个通道的手柄档位均有效且互比一致，则采用两个通道有效电压的均值作为最终的手柄档位电压；

当其中一个通道的档位电压为无效值或超范围时，则进行故障计数，并根据故障计数进行手柄档位电压的输出。

需要说明的是，本发明实施例中根据故障计数进行手柄档位电压的输出的实施方式，可以包括：

当故障计数在故障门限之内，则采用故障通道的上一拍有效电压值来作为故障通道的档位电压进行均值计算；

当故障计数超过故障门限时，则将故障通道的手柄电压档位确定为故障，采取非故障通道的档位电压值作为最终输出的手柄档位电压。

本发明实施例提供的双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法，是基于飞控系统襟翼控制分系统上进行的完善性设计。该操纵手柄档位浮空期舵面轻微针抖动的处理策略为：

通过设置有效档位门限，只有到达门限的才属于有效档位。在档位发生变化时，中间的随机态无法到达有效档位判定门限，不认为档位变化，避免了浮空期随机态带来的影响。

本发明实施例中双余度表决监控的处理策略为：

将襟翼控制计算机双通道的手柄档位通过交叉通道数据链路相互传输，在双通道档位均有效时，取均值作为最终档位。若一路档位无效，则采用另一余度的有效档位，这样提高容错率和可靠性。

本发明实施例提供的双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法具有如下优点：在功能上，增加了手柄档位浮空期的处理，避免了档位变化时导致的襟翼舵面轻微抖动现象；在方案设计上，引入双余度表决算法得出最终的手柄档位，该结果准确性较高；在实现方式上，通过交叉通道数据链路实现双余度的交叉互比，具有较高的输出速率。

以下分别从襟翼操纵手柄档位的判定方案和双余度的表决方案两方面对本发明实施例提供的双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法的实现方式进行详细论述。

在手柄档位判定中，由于手柄不同档位所对应的电压是阶梯式的，当手柄从一个档位变化到另一档位时，在此过程内的电压不可预知，导致此时采集的电压转化的档位也是不可预测的。若不加以处理，在手柄档位转换的过程中舵面会存在轻微的抖动。

本发明实施例中的手柄档位判定方式为：系统上电后，软件初始化定义手柄可执行状态为无效状态，根据手柄位置确定手柄的初始档位，并实时检测现行有效手柄档位，当手柄电压落在有效档位范围内则计数，当计数值大于门限才认定为有效档位。这样在浮空期，系统并不认为浮空期的随机态的电压值为有效档位，其软件设计流程见图1所示，为本发明实施例提供的手柄档位表决监控方法中档位浮空期的处理流程图。当手柄初始档位发生变化且新档位有效时，手柄可执行状态置为有效状态，根据手柄有效档位及实时襟翼位置传感器反馈输出指令差，驱动后端动力驱动单元(PDU)执行机构。

双余度表决策略中，一个通道通过交叉数据链路获取另一通道的手柄档位信息，当两个通道的手柄档位均有效且互比一致，则采用两个通道有效电压的均值作为最终的手柄档位电压，当其中一个通道的档位电压为无效值或超范围时，则进行故障计数，为了排除瞬态故障，在故障门限之内，容错系统仍采用故障通道的上一拍的有效电压值来作为该通道档位电压进行均值计算，当故障超过门限时，容错系统认为该余度手柄电压档位确实故障，采取单余度的电压值，确保数据准确性。当双余度电压故障次数均超过门限时，输出无可用手柄。具体软件操作流程见图2所示，为本发明实施例提供的手柄档位表决监控方法中双余度监控表决的逻辑处理流程图。

如图3所示，为本发明实施例提供的手柄档位表决监控方法中双余度之间的交叉通道数据链路的结构示意图，将并行数据转换为串行数据，然后再编码为曼彻斯特码，最后通过差分方式传输至其它通道，数据传输率为2Mbit/s，满足高速交叉传输的要求。

本发明实施例提供您的双余度襟翼操纵手柄档位表决监控方法，主要应用于飞控系统中，分别从襟翼操纵手柄档位的判定方案和双余度表决方案两方面进行说明。在档位的判定中，设计档位浮空期的处理方式，解决浮空期电压档位随机态导致的舵面抖动现象；在得到单通道结果后，通过交叉通道数据链路获取双余度手柄档位并按照双余度策略进行表决，得出最终手柄档位，提升系统可靠性。

本发明的创新点在于：增加了手柄档位浮空期的处理策略，有效避免了手柄档位浮空期舵面轻微抖动的现象。并且针对性的引入了基于双余度系统的手柄档位表决策略，确保襟翼控制系统能获取稳定可靠的操纵手柄档位信号，提供给控制率用于控制舵面。另外，通过交叉通道数据链路实现双余度的交叉互比，具有较高的输出速率。本发明在设计上具有较高的可移植性，在策略上能够提高系统的稳定性和可靠性。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。