CN104648660A - 一种飞机双余度数字式起落架收放控制器 - Google Patents

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李志勇
常凯
李胜军
胡钢伟
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Abstract

本发明属于起落架控制技术领域，特别是涉及一种飞机双余度数字式起落架收放控制器。本***包括两个互为余度的工作通道，每个工作通道包括接近传感器信号采集电路、手柄信号采集电路、DSP最小***以及输出驱动电路，两个DSP最小***通过交叉通道数据链连接，切换电路分别与两个DSP最小***、两个输出驱动电路连接，输出驱动电路与两个DSP最小***之一以及切换电路连接。本发明采用电气双余度控制，选用DSP芯片作为处理器芯片，可以使起落架收放控制***更为简化，可靠性更高，控制率便于实现和调整。由于起落架收放控制器采用双余度配置，能够实现一次故障工作、两次故障安全的容错能力。

Description

一种飞机双余度数字式起落架收放控制器
技术领域
本发明属于起落架控制技术领域，特别是涉及一种飞机双余度数字式起落架收放控制器。 
背景技术
飞机起落架收放控制器作为重要的机载设备，起落架收放控制器能否正常工作将严重影响飞机安全。 
电传逻辑控制类的起落架收放控制***，设置了起落架收放控制器类的计算机，起落架收放控制器内部设置DSP***，DSP***根据收放手柄以及监测起落架和舱门位置的接近传感器的信号发出控制指令，驱动起落架收放电磁阀的电磁线圈，从而实现起落架及舱门的收放控制及顺序协调。但是，要实现“飞机双余度数字式起落架收放控制器”在公开的资料里没有。 
发明内容
本发明的目的是：本发明的飞机双余度数字式起落架收放控制器接收接近传感器和收放手柄的信号，按给定的控制算法产生相应的输出指令，驱动电磁阀完成飞机起落架的收放功能。由于起落架收放控制器采用双余度配置，能够实现一次故障工作、两次故障安全的容错能力。 
本发明的技术方案是:一种飞机双余度数字式起落架收放控制器，包括两个互为余度的工作通道，每个工作通道包括接近传感器信号采集电路、手柄信号采集电路、DSP最小***以及输出驱动电路，两个DSP最小***通过交叉通道数据链连接，切换电路分别与两个DSP最小***、两个输出驱动电路连接，输出驱动电路与两个DSP最小***之一以及切换电路连接； 
每个工作通道中，接近传感器信号采集电路为检测舱门和起落架位置的传感器提供合适的激磁电压，并对采集到的传感器信号进行前置处理后输送至DSP最小***；收放手柄信号采集电路负责采集收放手柄的“收上”或“放下”指令并输送至DSP最小***；DSP最小***综合采集到的信息，解算后输出指令至输出驱动电路。交叉通道数据链用于传输表决信息；切换电路用于故障处理，采用模拟开关来实 现，默认状态使用一个工作通道；当该通道出现故障时，切断故障通道，启用另一个备份工作通道，两个工作通道都出现故障时，切断起落架收放控制器的输出。输出驱动电路产生驱动电压，驱动电磁阀完成起落架的收放功能。 
本发明具有的优点和有益效果是：本发明采用电气双余度控制，选用DSP芯片作为处理器芯片，可以使起落架收放控制***更为简化，可靠性更高，控制率便于实现和调整。由于起落架收放控制器采用双余度配置，能够实现一次故障工作、两次故障安全的容错能力。 
附图说明
图1为本发明结构示意图。 
图2为DSP最小***电路原理图。 
具体实施方式
一种飞机双余度数字式起落架收放控制器，包括两个互为余度的工作通道，每个工作通道包括接近传感器信号采集电路、手柄信号采集电路、DSP最小***以及输出驱动电路，两个DSP最小***通过交叉通道数据链连接，切换电路分别与两个DSP最小***、两个输出驱动电路连接，输出驱动电路与两个DSP最小***之一以及切换电路连接。 
每个工作通道中，接近传感器信号采集电路的功能是向接近传感器1和接近传感器2提供激励信号，并接收接近传感器1和接近传感器2反馈回来的信号，通过调理电路的处理，转换成0至13V的离散量信号后，输送至对应通道的DSP最小***，传感器信号调理电路采用MA17专用芯片，当靶标与对应通道的接近传感器处于“接近”状态时，调理电路输出0V，当靶标与接近传感器处于“远离”状态时，调理电路输出13V。 
收放手柄信号采集电路负责采集收放手柄的“收上”或“放下”指令并输送至DSP最小***；手柄信号采集电路的功能是采集收放手柄的离散量信号，信号为地/开形式，分别对应“收上”或“放下”指令，手柄信号采集电路采用光耦隔离采集电路，用于防止两个通道的信号互相影响，经过手柄信号采集电路处理后，输送至对应通道的DSP最小***，对手柄信号的地对应处理后为0V, 手柄信号的开对应处理后为5V。 
DSP最小***综合采集到的信息，解算后输出指令至输出驱动电路。参见图2，DSP最小***主要由微处理器、时钟电路、电源电路、看门狗电路和BIT电路组成，其中，微处理器用于接收各种输入信号，并根据当前DSP最小***状态及预先加载在DSP最小***中的软件解算出收放控制信号，送到输出驱动电路和切换电路，每个通道的DSP最小***采用DSP320F240芯片做微处理器，总线宽度16位，主频20M，并扩展有程序存储器128KB和随机存储器64KB，以及故障数据存储器8KB，时钟电路给DSP最小***提供20M晶振，电源电路实现各种电压的转换和DSP最小***对上电次序的要求，看门狗电路用于监控微处理器的工作状态，每个通道的DSP最小***设置有看门狗电路，软件通过一个看门狗定时电路进行监控，每50ms由软件“喂狗”一次，如果超过150ms没有“喂狗”，看门狗计时将溢出，产生复位脉冲信号到微处理器，使微处理器产生热复位，程序回到起始点开始运行，同时启动热复位计数器，当该计数器达到10次时，输出故障状态到切换电路，当计数器未达到10次时，认为是偶然干扰，保持当前的工作状态，不输出故障状态到切换电路；BIT电路用于监控***的软硬件工作状态，并将故障状态输出，每个通道的DSP最小***设置有BIT电路，该电路与软件中的BIT模块结合一起工作，在正常的控制程序运行的空余时间对每个通道的电源电路、接近传感器信号采集电路、微处理器、输出驱动电路等硬件组合的工作状态进行周期性（或命令启动式）的BIT测试，检查电路的工作是否正常。当检查到有硬件电路故障时，BIT电路或BIT软件将通过硬件或软件的方式设置故障状态并将故障状态输出到切换电路，每个通道的DSP最小***是飞机双余度数字式起落架收放控制器的核心控制部件，其主要功能是接收各种输入信号，并根据当前DSP最小***状态及预先加载在DSP最小***中的软件解算出收放控制信号，送到输出驱动电路和切换电路，微处理器中的软件根据飞机起落架和起落架舱门的收放控制逻辑进行编制并通过了测试。交叉通道数据链用于传输表决信息； DSP最小***1和DSP最小***2之间通过交叉通道数据链共享接收到的接近传感器信息和收放手柄信息，交叉通道数据链通过双口RAM实现，同时，将每个通道的DSP最小***的故障状态信息发送至对方，在DSP最小***1和DSP最小***2都正常工作时，每个通道的DSP最小***都能利用双余度的接近传感器信息和收放手柄信息，任一通道故障时，余度降级。 
切换电路用于故障处理，采用模拟开关来实现，默认状态使用一个工作通道；当该通道出现故障时，切断故障通道，启用另一个备份工作通道，两个工作通道都出现故障时，切断起落架收放控制器的输出，能够实现一次故障工作、两次故障安全的容错能力。切换电路上电后即开始工作，不受两个通道余度信息的影响，切换电路接收两个通道的输出驱动信息和两个通道的DSP最小***的故障状态信息，切换电路采用EPLD实现，切换电路接收两个通道的输出驱动信息和两个通道的DSP最小***的故障状态信息，当DSP最小***1和DSP最小***2都正常工作时，切换电路控制其中一路输出到电磁阀，当DSP最小***1正常工作，DSP最小***2故障时，切换电路控制DSP最小***1所在通道的输出驱动电路输出到电磁阀，当DSP最小***1故障，DSP最小***2正常工作时，切换电路控制DSP最小***2所在通道的输出驱动电路输出到电磁阀，当DSP最小***1和DSP最小***2都故障时，切换电路控制没有任何信息输出到电磁阀，能够实现一次故障工作、两次故障安全的容错能力。 
输出驱动电路产生驱动电压，驱动电磁阀完成起落架的收放功能。输出驱动电路的驱动器件采用BTS功率驱动管，输出电流可以达到5A，该驱动管具有功率控制、开路/短路检测、过流保护、状态反馈等功能，输出驱动电路的输出信号加续流二极管抑制电磁阀负载断电时产生的反电势干扰。 

Claims (2)

1.一种飞机双余度数字式起落架收放控制器，其特征是，本***包括两个互为余度的工作通道，每个工作通道包括接近传感器信号采集电路、手柄信号采集电路、DSP最小***以及输出驱动电路，两个DSP最小***通过交叉通道数据链连接，切换电路分别与两个DSP最小***、两个输出驱动电路连接，输出驱动电路与两个DSP最小***之一以及切换电路连接；
每个工作通道中，接近传感器信号采集电路为检测舱门和起落架位置的传感器提供合适的激磁电压，并对采集到的传感器信号进行前置处理后输送至DSP最小***；收放手柄信号采集电路负责采集收放手柄的“收上”或“放下”指令并输送至DSP最小***；DSP最小***综合采集到的信息，解算后输出指令至输出驱动电路；交叉通道数据链用于传输表决信息；切换电路用于故障处理，采用模拟开关来实现，默认状态使用一个工作通道；当该通道出现故障时，切断故障通道，启用另一个备份工作通道，两个工作通道都出现故障时，切断起落架收放控制器的输出；输出驱动电路产生驱动电压，驱动电磁阀完成起落架的收放功能。
2.如权利要求1所述的一种飞机双余度数字式起落架收放控制器，其特征是，DSP最小***主要由微处理器、时钟电路、电源电路、看门狗电路和BIT电路组成，其中，微处理器用于接收各种输入信号，并根据当前DSP最小***状态及预先加载在DSP最小***中的软件解算出收放控制信号，送到输出驱动电路和切换电路，时钟电路给DSP最小***提供20M晶振，电源电路实现各种电压的转换和DSP最小***对上电次序的要求，看门狗电路用于监控微处理器的工作状态，BIT电路用于监控***的软硬件工作状态，并将故障状态输出。
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