飛機起落架控制系統(tǒng)的設計與可靠性分析.pdf

1、起落架控制系統(tǒng)設計的優(yōu)劣直接關系到飛機起飛和降落的安全性。傳統(tǒng)的集中式控制系統(tǒng)由于布線復雜，可靠性低，缺乏實時性，已經(jīng)不能滿足控制系統(tǒng)發(fā)展的需要，實時分布式控制系統(tǒng)應運而生。所設計的分布式控制系統(tǒng)有許多優(yōu)勢，例如:模塊化，可擴展性等，而且系統(tǒng)使用總線通信技術，比起集中式控制系統(tǒng)有著更好的可靠性和實時性。
　　本課題設計了基于TTCAN通信協(xié)議的飛機起落架分布式控制系統(tǒng)，對系統(tǒng)的可靠性進行了分析，并研究了TTCAN網(wǎng)絡的性能。課題主

2、要是對起落架收放系統(tǒng)的電氣控制進行設計，該系統(tǒng)采用了星型和總線型混合的拓撲結構，保證系統(tǒng)布線簡單，具有可擴展性的同時，也提高了系統(tǒng)故障檢測和處理的能力。起落架收放控制系統(tǒng)包括前起落架，左主起落架，右主起落架，手柄/指示四個節(jié)點。系統(tǒng)的每個節(jié)點處都有一個控制單元和多個相關的傳感器和執(zhí)行器，實現(xiàn)了對節(jié)點的分散控制和集中管理。而且系統(tǒng)的傳感器，執(zhí)行器，控制單元及總線都進行的冗余設計，使系統(tǒng)的可靠性大大提高。通過對TTCAN通信節(jié)點硬件、軟件以

3、及系統(tǒng)矩陣的設計，來完成控制系統(tǒng)各個部分之間的數(shù)據(jù)傳輸。最后設計了控制系統(tǒng)的配電方案，經(jīng)過分析，選擇采用半分布式的電源方案為系統(tǒng)供電。
　　本課題采用了兩種方法分析了系統(tǒng)的可靠性:故障樹分析法和馬爾科夫模型分析法。故障樹分析法研究了系統(tǒng)主要的故障樹模型，并運用求最小割集法計算故障概率。馬爾科夫分析法設計了系統(tǒng)的馬爾科夫狀態(tài)空間圖，通過馬爾科夫求解過程，得出系統(tǒng)的可靠度。
　　系統(tǒng)的實時性對于分布式控制系統(tǒng)的設計至關重要，選擇

4、OPNET仿真軟件對TTCAN網(wǎng)絡的時延性能進行仿真，通過構造網(wǎng)絡模型，節(jié)點模型，進程模型進行研究。結果表明TTCAN網(wǎng)絡時延非常小，是一種實時性能很好的現(xiàn)場總線，同時說明我們設計的控制網(wǎng)絡能滿足的飛機起落架控制系統(tǒng)的實時性的要求。
　　本課題是基于TTCAN通信協(xié)議的起落架分布式控制系統(tǒng)的設計，所設計的系統(tǒng)減少了布線復雜性和重量，可靠性和實時性都能滿足飛機系統(tǒng)的需求，對于提高飛機起落架收放控制系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟性具有重要的意義。