一种结合同步及异步技术的高升力控制系统

IPRDB

API 数据接口

专利申请

使用指引 chat嘟嘟

会员体验

联系我们

交流群

现在联系顾问~

一种结合同步及异步技术的高升力控制系统
申请号	CN201320049625.8	申请日	2013-01-29	公开(公告)号	CN203111496U	公开(公告)日	2013-08-07
申请人	中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所;			发明人	杜永良;
摘要	本实用新型属于飞行控制系统技术领域，涉及一种结合同步及异步技术的高升力控制系统。本系统包括具有电气4余度的操纵手柄（1）、第一控制器（2）、第二控制器（3）、第一缝翼电机（4）、第二缝翼电机（5）、缝翼差动齿轮装置（6）、缝翼机械传动线系（7）、前缘缝翼（8）、左缝翼位置传感器（9）、右缝翼位置传感器（10）、第一襟翼电机（11）、第二襟翼电机（12）、襟翼差动齿轮装置（13）、襟翼机械传动线系（14）、后缘襟翼（15）、左襟翼位置传感器（16）以及右襟翼位置传感器（17）。本实用新型采用了具有自监控功能的控制器，去除了控制器间监控表决功能。
权利要求	1.一种结合同步及异步技术的高升力控制系统，其特征是，本系统包括具有电气4余度的操纵手柄（1）、第一控制器（2）、第二控制器（3）、第一缝翼电机（4）、第二缝翼电机（5）、缝翼差动齿轮装置（6）、缝翼机械传动线系（7）、前缘缝翼（8）、左缝翼位置传感器（9）、右缝翼位置传感器（10）、第一襟翼电机（11）、第二襟翼电机（12）、襟翼差动齿轮装置（13）、襟翼机械传动线系（14）、后缘襟翼（15）、左襟翼位置传感器（16）以及右襟翼位置传感器（17），其中，所述的四个传感器都为电气余度A及电气余度B组成的双余度传感器，操纵手柄（1）每个电气余度分别连接第一控制器（2）的控制通道CON、第一控制器（2）的监控通道MON、第二控制器（3）的控制通道CON以及第二控制器（3）的监控通道MON，第一缝翼电机（4）连接第一控制器（2）的控制通道CON，第二缝翼电机（5）连接第二控制器（3）的控制通道，第一缝翼电机（4）、第二缝翼电机（5）的输出轴连接缝翼差动齿轮装置（6），缝翼差动齿轮装置（6）的输出轴连接缝翼机械传动线系（7），缝翼传动线系（7）连接前缘缝翼（8），左缝翼位置传感器（9）安装于缝翼机械传动线系（7）左侧末端，左缝翼位置传感器（9）的A通道连接到第一控制器（2）的控制通道CON，左缝翼位置传感器（9）的B通道连接到第二控制器（3）的监控通道MON，右缝翼位置传感器（10）安装于缝翼机械传动线系（7）右侧末端，右缝翼位置传感器（10）的A通道连接到第二控制器（3）的控制通道CON，右缝翼位置传感器（10）的B通道连接到第一控制器（2）的监控通道MON，第一襟翼电机（11）连接第一控制器（2）的控制通道CON，第二襟翼电机（12）连接第二控制器（3）的控制通道，第一襟翼电机（11）、缝翼电机（12）的输出轴连接襟翼差动齿轮装置（13），襟翼差动齿轮装置（13）的输出轴连接襟翼机械传动线系（14），襟翼传动线系连接（14）后缘襟翼（15），左襟翼位置传感器（16）安装于襟翼机械传动线系（15）左侧末端，左襟翼位置传感器（16）的A通道连接到第一控制器（2）的控制通道CON，左襟翼位置传感器（16）的B通道连接到第二控制器（3）的监控通道MON，右襟翼位置传感器（17）安装于襟翼机械传动线系（15）右侧末端，右襟翼位置传感器（17）的A通道连接到第二控制器（3）的控制通道CON，右襟翼位置传感器（17）的B通道连接到第一控制器（2）的监控通道MON。
说明书全文	一种结合同步及异步技术的高升力控制系统技术领域 [0001] 本实用新型属于飞行控制系统技术领域，涉及一种结合同步及异步技术的高升力控制系统。背景技术 [0002] 各类飞机多在其机翼上安装各类增升装置包括襟翼、缝翼，以在飞机低速飞行时控制其运动来改变机翼几何形状以增大升力，这类改变机翼构型来提高升力的系统被称为高升力控制系统。 [0003] 通常来说，在起飞时，缝翼和/或襟翼伸到一个中间位置来增大升力，所以飞机可以在较低速度下起飞。否则，飞机必须达到一个更高的起飞速度，因此必将需要更长的飞机跑道，极大地增加机场建设成本。在空中，高速巡航时需要寻求一种符合空气动力学的小阻力翼形，襟翼和缝翼在此种飞行模态下收起以减少阻力，从而降低燃油消耗。飞机进场着陆时，飞机需要很快降低其速度并且提高低速下飞机升力，因此在此阶段必须采取增升增阻措施，也即通常将襟翼及缝翼伸到更大位置。与起飞类似，如果没有可伸展的襟翼和缝翼的高升力装置，飞机就会以更高的速度着陆，就需要更长的跑道来将飞机动能转化到空气、轮胎及刹车的摩擦上而达到停机状态。 [0004] 随着电传飞行控制系统的广泛应用，以B777为代表的新一代运输机开始采用基于微处理器为核心的多余度电传控制系统，微处理器为缝翼及襟翼驱动及作动系统提供电传飞行控制、保护、系统自检测及维护自检测功能。 [0005] 对目前的多余度电传控制系统来说，基本上都采用了同步技术。同步技术能够对余度传感器几乎同时进行采样、处理、均衡、表决，所有计算机都选择同行技术。因此同步技术的优点为：跟踪误差小、便于检测传感器和计算机的故障、降低故障检测门限值（若计算机完全同步，并采用相同输入，则门限值应小道bit级）、减少虚警和误切、减少时间延迟、防止通道发散、使软件的开发过程简单，特别是软件测试困难减少。但是，同步功能必须仔细设计，避免引入单点故障(同步功能失效)使所有计算机失效。同步设计在本质上是不容错的。实用新型内容 [0006] 本实用新型所要解决的技术问题是：消除同步功能引起的高升力控制系统可靠性瓶颈，提高系统抗干扰能力，从而提高基于微处理器的电传高升力控制系统运行的可靠性。 [0007] 本实用新型的技术方案为：一种结合同步及异步技术的高升力控制系统，包括具有电气4余度的操纵手柄1、第一控制器2、第二控制器3、第一缝翼电机4、第二缝翼电机5、缝翼差动齿轮装置6、缝翼机械传动线系7、前缘缝翼8、左缝翼位置传感器9、右缝翼位置传感器10、第一襟翼电机11、第二襟翼电机12、襟翼差动齿轮装置13、襟翼机械传动线系14、后缘襟翼15、左襟翼位置传感器16以及右襟翼位置传感器17，其中，所述的四个传感器都为电气余度A及电气余度B组成的双余度传感器，操纵手柄1每个电气余度分别连接第一控制器2的控制通道CON、第一控制器2的监控通道MON、第二控制器3的控制通道CON以及第二控制器3的监控通道MON，第一缝翼电机4连接第一控制器2的控制通道CON，第二缝翼电机5连接第二控制器3的控制通道，第一缝翼电机4、第二缝翼电机5的输出轴连接缝翼差动齿轮装置6，缝翼差动齿轮装置6的输出轴连接缝翼机械传动线系7，缝翼传动线系7连接前缘缝翼8，左缝翼位置传感器9安装于缝翼机械传动线系7左侧末端，左缝翼位置传感器9的A通道连接到第一控制器2的控制通道CON，左缝翼位置传感器9的B通道连接到第二控制器3的监控通道MON，右缝翼位置传感器10安装于缝翼机械传动线系7右侧末端，右缝翼位置传感器10的A通道连接到第二控制器3的控制通道CON，右缝翼位置传感器10的B通道连接到第一控制器2的监控通道MON，第一襟翼电机11连接第一控制器2的控制通道CON，第二襟翼电机12连接第二控制器3的控制通道，第一襟翼电机11、缝翼电机12的输出轴连接襟翼差动齿轮装置13，襟翼差动齿轮装置13的输出轴连接襟翼机械传动线系14，襟翼传动线系连接14后缘襟翼15，左襟翼位置传感器16安装于襟翼机械传动线系15左侧末端，左襟翼位置传感器16的A通道连接到第一控制器2的控制通道CON，左襟翼位置传感器16的B通道连接到第二控制器3的监控通道MON，右襟翼位置传感器17安装于襟翼机械传动线系15右侧末端，右襟翼位置传感器17的A通道连接到第二控制器 3的控制通道CON，右襟翼位置传感器17的B通道连接到第一控制器2的监控通道MON。 [0008] 本实用新型的有益效果为：本实用新型采用了具有自监控功能的控制器，去除了控制器间监控表决功能；同时本实用新型采用了差动齿轮装置对不同电机的输出进行综合，解决了整个不同电机控制线路的差别带来的力纷争问题，进而给控制器松散关联提供了条件，给控制器间异步工作提供了可能。异步技术的应用，减少了控制器间电缆的连接，同时降低了系统余度管理的难度，控制器间松散的运行关系增加抗电磁干扰、雷击的能力、对短时电磁干扰不敏感、引入单点故障概率小、不要求精确一致，容错性能好。本实用新型可以应用到运输类飞机对其襟翼和/或缝翼的控制。附图说明 [0009] 图1为本实用新型一种结合同步及异步技术的高升力控制系统系统架构示意图； [0010] 图2为本实用新型一种结合同步及异步技术的高升力控制系统缝翼控制工作原理图； [0011] A、B分别代表一个双余度传感器中的电气余度A及电气余度B，2C代表第一控制器2的控制通道CON，2M代表第一控制器2的监控通道MON，3C代表第二控制器3的控制通道CON，3M代表第二控制器3的监控通道MON， [0012] 图3为本实用新型一种结合同步及异步技术的高升力控制系统襟翼控制工作原理图。具体实施方式 [0013] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。 [0014] 参加图1，一种结合同步及异步技术的高升力控制系统，包括具有电气4余度的操纵手柄1、第一控制器2、第二控制器3、第一缝翼电机4、第二缝翼电机5、缝翼差动齿轮装置6、缝翼机械传动线系7、前缘缝翼8、左缝翼位置传感器9、右缝翼位置传感器10、第一襟翼电机11、第二襟翼电机12、襟翼差动齿轮装置13、襟翼机械传动线系14、后缘襟翼15、左襟翼位置传感器16以及右襟翼位置传感器17，其中A、B分别代表一个双余度传感器中的电气余度A及电气余度B，2C代表第一控制器2的控制通道CON，2M代表第一控制器2的监控通道MON，3C代表第二控制器3的控制通道CON，3M代表第二控制器3的监控通道MON，详见图1所示。其中具有电气4余度的操纵手柄1每电气余度分别连接第一控制器2的控制通道CON、第一控制器2的监控通道MON、第二控制器3的控制通道CON以及第二控制器3的监控通道MON，第一缝翼电机4连接第一控制器2的控制通道CON，第二缝翼电机5连接第二控制器3的控制通道，第一缝翼电机4、第二缝翼电机5的输出轴连接缝翼差动齿轮装置6，缝翼差动齿轮装置6的输出轴连接缝翼机械传动线系7，缝翼传动线系7连接前缘缝翼8，左缝翼位置传感器9安装于缝翼机械传动线系7左侧末端，左缝翼位置传感器9的A通道连接到第一控制器2的控制通道CON，左缝翼位置传感器9的B通道连接到第二控制器3的监控通道MON，右缝翼位置传感器10安装于缝翼机械传动线系7右侧末端，右缝翼位置传感器10的A通道连接到第二控制器3的控制通道CON，右缝翼位置传感器10的B通道连接到第一控制器2的监控通道MON，第一襟翼电机11连接第一控制器2的控制通道CON，第二襟翼电机12连接第二控制器3的控制通道，第一襟翼电机11、缝翼电机12的输出轴连接襟翼差动齿轮装置13，襟翼差动齿轮装置13的输出轴连接襟翼机械传动线系14，襟翼传动线系连接14后缘襟翼15，左襟翼位置传感器16安装于襟翼机械传动线系15左侧末端，左襟翼位置传感器16的A通道连接到第一控制器2的控制通道CON，左襟翼位置传感器16的B通道连接到第二控制器3的监控通道MON，右襟翼位置传感器17安装于襟翼机械传动线系15右侧末端，右襟翼位置传感器17的A通道连接到第二控制器3的控制通道CON，右襟翼位置传感器17的B通道连接到第一控制器2的监控通道MON。 [0015] 缝翼控制原理见图2所示，第一控制器2控制通道CON与监控通道MON分别接收来自具有电气4余度的操纵手柄1中4余度电气指令中的两余度指令，即指令1和指令2，并先对其完成在线监控ILM，在第一控制器2控制通道CON内，选择后的指令1或指令2与来自左缝翼位置传感器9的A通道信息进行同步采样，左缝翼位置传感器9的A通道信息称为缝翼位置1，在第一控制器2监控通道MON内，选择后的指令1或指令2与来自右缝翼位置传感器10的B通道信息进行同步采样，右缝翼位置传感器10的B通道信息称为缝翼位置2，采样后的缝翼位置1及缝翼位置2分别在第一控制器2的控制通道CON与监控通道MON内综合后作为舵面反馈与选择的指令信号分别在第一控制器2控制通道CON与监控通道MON内计算舵面位置指令，计算后的指令在第一控制器2控制通道内进行综合后控制第一缝翼电机4，第二控制器3的控制原理与第一控制器2相同，其解算后的指令输出控制第二缝翼电机5，第一缝翼电机4以及第二缝翼电机5的输出通过缝翼差动齿轮装置6综合后驱动缝翼机械传动线系7从而带动缝翼运动。 [0016] 襟翼控制原理见图3所示，第一控制器2控制通道CON与监控通道MON分别接收来自具有电气4余度的操纵手柄1中4余度电气指令中的两余度指令，即指令1和指令2，并先对其完成在线监控ILM，在第一控制器2控制通道CON内，选择后的指令1或指令2与来自左襟翼位置传感器16的A通道信息进行同步采样，左襟翼位置传感器16的A通道信息称为襟翼位置1，在第一控制器2监控通道MON内，选择后的指令1或指令2与来自右襟翼位置传感器17的B通道信息进行同步采样，右襟翼位置传感器17的B通道信息称为襟翼位置2，采样后的襟翼位置1及襟翼位置2分别在第一控制器2的控制通道CON与监控通道MON内综合后作为舵面反馈与选择的指令信号分别在第一控制器2控制通道CON与监控通道MON内计算舵面位置指令，计算后的指令在第一控制器2控制通道内进行综合后控制第一襟翼电机11，第二控制器3的控制原理与第一控制器2相同，其解算后的指令输出控制第二襟翼电机12，第一襟翼电机11以及第二襟翼电机12的输出通过襟翼差动齿轮装置13综合后驱动襟翼机械传动线系14从而带动襟翼运动。