第４０卷第４期２０１０年７月
航空计算技术
ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅ
Ｖ０１．４０Ｎｏ．４
Ｊｕｌ．２０１０机载供电系统双余度控制器的容错控制
闫稳
（中国航空计算技术研究所，陕西西安７１００６８）
摘要：介绍双发（Ｔｗｉｎ—ｅｎｓｉｎｅｓ）系统的战斗机的机栽供电系统控制器的设计和实现。机载供电系
统控制器是管理飞机的供电系统的航空电子设备，是飞机供电系统的核心设备。肩负飞机安全的使命。为了提高控制器的可靠性和灵活性，放弃传统的模拟方法，使用先进的数字化技术实现对飞机
供电、配电系统的管理。在设计中为了提高可靠性，使用主动复制的容错技术。设计了双余度控制器，在发生单通道错误的情况下，整个系统能够正确工作。对机栽供电系统控制器容错技术进行了
研究，包括双余度系统的管理策略、同步控制机制、余度管理和故障综合、信号比较监控和通道切换
逻辑。
关键词：供电系统控制器；客错技术；同步；比较监控
中图分类号：Ｖ２４２．３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１．６５４Ｘ（２０１０）０４．００８６．０３
引言
随着飞机用电设备的日益增多和“全电飞机”概念的提出，除了电源的供电品质之外，供电系统的可靠性、维护性和可测试性都成了人们密切关注的目标。随着微电子技术、计算机技术和航空电子技术的迅速发展，现代战斗机的设计重点之一是飞机内部机载航空电子设备的设计。机载供电系统控制器是管理飞机供电系统的机载电子设备，是飞机供电系统的核心设备，影响着飞机安全，当飞机在某些电源设备故障的情况下，完成供电系统的系统重构，以继续完成飞机的作战使命，或使飞机安全的返航；同时管理飞机着陆状态的地面电源。
本文研究的是为飞机提供双余度容错的供电系统控制器，系统软件配置了ＶｘＷｏｒｋｓ实时操作系统…，该控制器的研制成功填补了国内军用飞机在这方面的空白，为研制国产军民飞机的供电管理系统奠定了坚实的基础。
１容错系统描述
整个机载供电系统的控制采用冗余技术悼１，采用三余度（双通道计算机自动控制＋手动控制）的配置，其中自动方式和手动方式互为备份。其中由双通道计算机系统组成的机载供电系统控制器旧１是一个结构独立的ＬＲＵ，通道Ａ是主控通道，通道Ｂ为热备份通道，正常工作时控制输出为主控Ａ通道；当通道Ａ故障时，由通道故障逻辑切换到通道Ｂ输出；当控制器失效时，切换到手动控制。
被监控对象的模拟量和离散量输入均采用伪双余度配置，即输入信号为单余度，进入控制器后一分为二给两个通道。通道Ａ和通道Ｂ同步工作，通过交叉数据链路进行两通道之间的数据交换。
２双余度系统管理策略
容错系统在应用中出现的失效模式ＦＯ（Ｆａｉｌ０ｐ．ｅｒａｔｉｏｎａｌ）主要有两种：ＦａｉｌＰａｓｓｉｖｅ（ＦＰ）和ＦａｉｌＡｃｔｉｖｅ（ＶＡ）。
由于计算机对控制机构输出的数据的边界条件是可知，因此形成被动性失效故障条件是可确定的，ＦＰ故障条件也定义为功能丢失条件；而ＦＡ故障条件是由于计算机主动对控制机构输出的失效的数据，ＦＡ故障条件造成系统失灵，因此在设计容错系统时，要认识到失灵失效是比功能失效更为严重的故障。
分析失效结果是为特定系统选择适合的容错模式的关键因素之一。机载供电系统控制器设计采用了双余度容错系统结构（Ｄｕａｌｓｔａｎｄｂｙ），系统由两个独立的计算机通道组成，两个通道执行一致系统软件，采样同一输入信号，通道之间保持严格的同步和信息交换。通过对输入和输出结果比较，可有效地解决ＦＡ失效模型，在某个通道故障条件下，系统自动降级为带ＢＩＴ的单一型，在这种工作模式下，由于控制器对输入信号可以进行ＢＩＴ测试，对输出信号可以进行回绕自测试，
收稿日期：２０１０．０４．２２修订日期：２０１０—０６—１１
作者简介：闷稳（１９７４一），女，陕西勉县人，高级工程师，研究方向为机载嵌入式控制器研究。万方数据