详情

原文传递一种适用于多用途无人飞行器的航空电子系统

专利名称：	一种适用于多用途无人飞行器的航空电子系统
摘要：	一种适用于多用途无人飞行器的航空电子系统，它采用1553B双余度总线构架，它是由主处理器单元、通用接口单元、1553B总线、大容量存储器、机载测控终端、任务载荷、执行机构和传感器组件组成。其位置连接关系是：主处理器单元、通用接口单元、大容量存储器、机载测控终端、任务载荷均与1553B总线通过1553B专用电连接器相连，后者作为总线模块将所有挂接到该总线的设备连接到一起；舵机控制器通过RS422接口与通用接口单元相连，传感器组件通过串行RS422/RS232/RS485、ARINC429总线、CAN、模拟量AD/DA和离散量DIO等接口连接到通用接口单元。本发明具有多任务可扩展性强、多冗余度高可靠性、丰富的数据接口和强大的计算处理能力的特点，它能很好地满足无人飞行器“一平台多用途”的应用需求。
专利类型：	实用新型专利
申请人：	北京航空航天大学
发明人：	章磊;徐宏哲;周尧明;陈旭智;窦小明;祝明
专利状态：	有效
申请日期：	2010-08-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN200910059592.3
公开号：	CN101913427A
分类号：	B64C15/00(2006.01)I
申请人地址：	100191 北京市海淀区学院路37号
主权项：	一种适用于多用途无人飞行器的航空电子系统，其特征在于：它采用1553B双余度总线构架，它是由：主处理器单元(1)、通用接口单元(2)、1553B总线(3)、大容量存储器(4)、机载测控终端(5)、任务载荷(6)、执行机构即舵机控制器(7)与舵机和传感器组件(8)组成；它们之间的位置连接关系是：主处理器单元(1)、通用接口单元(2)、大容量存储器(4)、机载测控终端(5)、任务载荷(6)均与1553B总线3通过1553B专用电连接器相连，后者作为总线模块将所有挂接到该总线的设备连接到一起；舵机控制器(7)通过RS422接口与通用接口单元(2)相连，传感器组件(8)通过串行RS422/RS232/RS485、ARINC429总线、CAN、模拟量AD/DA和离散量DIO接口连接到通用接口单元(2)；系统对外界的交联接口有1553B总线接口和通用接口单元(2)的各种ARINC429总线、串行RS422/RS232/RS485、模拟量AD/DA和离散量DIO；所述主处理器单元(1)是采用1个标准ATR机箱，具有7个CPCI插槽的LRU即外场可更换单元，它内部共有4个相同的LRM即外场可更换模块，均采用高性能的PowerPC74系列处理器；该主处理器单元(1)内部共有2个电源模块插槽和7个CPCI插槽；2个电源模块具有互为备份的特性，支持20～34V的宽电压输入；7个CPCI插槽中有4个布置硬件结构完全相同的主处理器模块，另外3个为扩展插槽；主处理模块采用MPC74系列CPU，主频300M，具有强大的计算能力；所述通用接口单元(2)是采用1/2个标准ATR机箱，具有7个CPCI插槽的LRU即外场可更换单元，它内部共有4个相同的LRM即外场可更换模块，其中两个为数字量接口模块、另外两个为模拟量和离散量接口模块，均采用高性能的PowerPC52系列处理器；通用接口单元(2)内部共有1个电源模块插槽和5个CPCI插槽；电源模块具有瞬间掉电保护、防浪涌功能，支持20～34V的宽电压输入；5个CPCI插槽中布置硬件结构完全相同的2个数字量接口处理模块和2个离散量和模拟量接口处理模块，另外1个为扩展插槽；接口处理模块均采用MPC52系列CPU；单个数字量接口模块的对外接口为4路ARINC429，20路RS422，5路RS232，5路RS485，4路CAN，4路Ethernet；单个模拟量及离散量模块的对外接口为30路双极性AD，10路DA，30路DI和10路DO；所述1553B总线(3)是由2根长度相同的冗余总线构成，它采用双余度A、B总线机制，通过耦合器进行节点扩展，每个LRU均与两个总线相连；所述大容量存储器(4)是采用1/2个标准ATR机箱，具有7个CPCI插槽的LRU，它内部共有4个相同的LRM，5个CPCI插槽中布置4个硬件结构完全相同的储存器模块，1个为扩展插槽；单个存储器模块具有8GB的容量和2Mbps的高速读写能力，该模块亦可置于主处理单元(1)和通用接口单元(2)的扩展插槽上，从而节约硬件机箱资源的开销；大容量存储器(4)可以用于实时记录传感器状态数据、任务载荷(6)数字/图像数据、主处理器单元(1)中主处理模块的重要计算数据以及存储供系统恢复使用的主处理器单元(1)中主处理模块和通用接口单元(2)中的数字量接口模块以及模拟量和离散量接口模块的系统程序；所述机载测控终端(5)是由主通道C波段收发组合、C波段功放及天线和备用通道UHF波段收发组合、UHF波段功放及天线组成；它们之间分为两组连接，C波段收发组合和C波段功放及天线相串联，组成C波段的遥控遥测链路；UHF波段收发组合和UHF波段功放及天线相串联，组成UHF波段的遥控遥测链路，作为备份通道；该C波段收发组合是单独的LRU，具有调制解调功能，通过它可以将射频和串口数字信号相互转换实现数据的遥控遥测功能；该C波段功放及天线是用于增强收发组合发出的射频信号的设备，从而实现远距离的无线射频传输；该备用通道UHF波段收发组合是单独的LRU，具有调制解调功能，通过它可以将射频和串口数字信号相互转换实现数据的遥控遥测功能；该UHF波段功放及天线是用于增强收发组合发出的射频信号的设备，从而实现远距离的无线射频传输；它具有接收主通道C波段和备用通道UHF波段信号的功能，可以实现遥控信号的接收及响应、遥测信号的发送，测控距离根据实际任务需求定制，采用1553B总线接口与机载航空电子系统交联；所述任务载荷(6)是按照系统任务功能的需求预先选定；该任务载荷(6)所选定的任务设备，其控制以及数据的存储均通过1553B总线(3)由主处理器单元(1)和大容量存储器(4)控制完成；所述执行机构由舵机控制器(7)和舵机组成，舵机控制器(7)采用1个标准ATR机箱，舵机的参数根据平台的需求而定；其间的位置连接关系是：舵机控制器(7)与舵机通过专门配置的线缆相连；舵机控制器(7)具有与通用接口单元(2)的串行数据接口，用于传送舵机位置数据及舵机位置控制指令；该舵机是数字式直线电动舵机，舵机的数量根据实际飞行器的操纵面的布局而定；所述传感器组件(8)包括组合导航系统、大气数据系统、温度压力传感器、磁航向传感器、超声波传感器和无线电高度表设备；其间的位置连接关系是：组合导航系统安装在飞行器的重心附近，通过RS422接口与通用接口单元(2)相连，用于传输飞行器飞行的姿态、空速、航向、和高度信息；大气数据系统通过总静压感受器采集飞行器飞行时的总压和静压，通过ARINC429接口与通用接口单元(2)相连，用于传输将计算得到的飞行器飞行空速及气压高度；温度压力传感器用于监测发动机的缸头温度、滑油温度、燃油压力和进气压力参数，根据不同的需求可以增减温度压力传感器的数量，亦可以改变安装位置，该类传感器均通过AD信号与通用接口单元(2)相连，用于传输飞行器上关键部件的温度和压力，供地面人员和控制系统参考；磁航向传感器通过RS232与通用接口单元(2)相连，用于传输飞行器的磁航向数据；超声波传感器通过AD与通用接口单元(2)相连，用于传输飞行器的与地面的相对高度数据；无线电高度表通过RS422与通用接口单元(2)相连，用于传输飞行器的与地面的相对高度数据。
所属类别：	实用新型