三余度飛行控制計算機系統重構與恢復研究

王雙雙， 陳 欣， 曹 東

(南京航空航天大學自動化學院，南京 211106)

0 引言

由于無人機具有性價比高,沒有駕駛人員安全、生存條件限制的特點,故應用范圍與環境更加廣泛。保證無人機自動飛行的飛行控制系統因長期受到惡劣運行環境如電磁輻射、溫度、壓力、震動以及外部損傷等的影響，發生故障的概率大幅提高[1]。飛行控制計算機作為無人機飛行控制系統的核心，對無人機的性能和安全起著決定性的作用[2]。為提高飛行控制系統的可靠性，降低故障發生對其功能和性能的影響，通常會對飛行控制計算機中的關鍵設備采用硬件冗余備份的設計。

由于硬件的冗余設計必須和相應的系統重構策略與故障恢復算法配合使用，才能達到增強飛行控制系統魯棒性的目的[3]。因此，對系統重構與恢復的研究具有非常重要的意義。

國內外針對余度飛行控制計算機系統重構與恢復的研究大多是針對舵面故障進行的控制律重構[4]或者針對功能單元故障進行余度降級的重構[5],對故障恢復后系統重構的研究比較少，特別是對飛行狀態恢復的研究。因此，本文主要針對三余度飛行控制計算機系統架構下不同功能單元的故障，給出相應的系統重構策略與故障恢復算法。最后在仿真環境下，通過故障注入的方法驗證了本文設計的系統重構策略與故障恢復算法的正確性，通過故障恢復可以有效地提高系統的可靠性。

1 三余度飛行控制計算機系統架構

三余度飛行控制計算機系統的余度架構體現在3個方面：1)內部功能模塊的余度；……