三余度飞控计算机架构及其可靠性研究.doc

三余度飞控计算机架构及其可靠性研究 本文研究的是三余度飞控计算机架构及其可靠性，旨在解决飞控计算机可靠性问题。我们提出了一种新型三余度飞控计算机的余度架构方案，描述了飞控计算机冗余设计方法，设计了余度计算机软硬件的总体框架，并采用马尔可夫方法对该方案进行了可靠性分析，获得了故障覆盖率和失效率对飞控计算机整体可靠性的影响结果，得到所设计余度架构方案可行的结论。 一、飞控计算机可靠性研究背景 飞控计算机是无人机飞行控制系统的核心组件，对其可靠性要求非常高。为了满足高可靠性飞控计算机系统对可靠性和容错性的特殊要求，需要设计高可靠性的飞控计算机架构。目前国内机载计算机的平均无故障间隔时间大约为 105 h，而通常民用飞机的 FCC 失效概率要求低于 10-10/飞行小时，军用飞机也要求低于 10-7/飞行小时。 二、余度技术及可靠性分析简介 余度技术(redundant technique)也称为冗余技术或容错技术，是通过为控制系统添加多重资源（硬件或软件）并通过合理的管理，从而提高系统可靠性的方法。无人机对飞控计算机系统的可靠性有特殊的要求，因此对有较高可靠性要求的飞控计算机系统，多余度冗余架构设计是保证无人机飞行安全及任务能力的有效方法。 三、飞控计算机硬件框架 本文设计了一种三余度飞控计算机架构，包括三个独立的控制通道 a、b、c 及余度管理模块组成。每个单独的飞控通道之间有 CCDL 交叉数据链路实现数据共享。飞控计算机通过 G1553B 总线与其他机载计算机或设备进行通信。飞控计算机硬件总体框架如图 1 所示。 四、飞控计算机可靠性分析 为了分析飞控计算机的可靠性，我们采用了马尔可夫方法。马尔可夫方法是对多余度架构系统进行可靠性分析的有效方法。我们利用马尔可夫方法对影响飞控计算机可靠性的因素进行了重点分析，获得了故障覆盖率和失效率对飞控计算机整体可靠性的影响结果。 五、结论 本文提出了一种三余度飞控计算机架构设计，并利用马尔可夫方法对影响飞控计算机可靠性的因素进行了重点分析。所设计余度架构方案可行的结论，表明了本文的研究成果对飞控计算机可靠性研究的贡献。