飛機(jī)起落架控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與可靠性分析.pdf

1、起落架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接關(guān)系到飛機(jī)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(fù)雜，可靠性低，缺乏實(shí)時(shí)性，已經(jīng)不能滿足控制系統(tǒng)發(fā)展的需要，實(shí)時(shí)分布式控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。所設(shè)計(jì)的分布式控制系統(tǒng)有許多優(yōu)勢，例如:模塊化，可擴(kuò)展性等，而且系統(tǒng)使用總線通信技術(shù)，比起集中式控制系統(tǒng)有著更好的可靠性和實(shí)時(shí)性。
　　本課題設(shè)計(jì)了基于TTCAN通信協(xié)議的飛機(jī)起落架分布式控制系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了分析，并研究了TTCAN網(wǎng)絡(luò)的性能。課題主

2、要是對(duì)起落架收放系統(tǒng)的電氣控制進(jìn)行設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)采用了星型和總線型混合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)布線簡單，具有可擴(kuò)展性的同時(shí)，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(gè)節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處都有一個(gè)控制單元和多個(gè)相關(guān)的傳感器和執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)節(jié)點(diǎn)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(jìn)行的冗余設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)的可靠性大大提高。通過對(duì)TTCAN通信節(jié)點(diǎn)硬件、軟件以

3、及系統(tǒng)矩陣的設(shè)計(jì)，來完成控制系統(tǒng)各個(gè)部分之間的數(shù)據(jù)傳輸。最后設(shè)計(jì)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(yùn)用求最小割集法計(jì)算故障概率。馬爾科夫分析法設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)性對(duì)于分布式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，選擇

4、OPNET仿真軟件對(duì)TTCAN網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延性能進(jìn)行仿真，通過構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)模型，節(jié)點(diǎn)模型，進(jìn)程模型進(jìn)行研究。結(jié)果表明TTCAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)延非常小，是一種實(shí)時(shí)性能很好的現(xiàn)場總線，同時(shí)說明我們?cè)O(shè)計(jì)的控制網(wǎng)絡(luò)能滿足的飛機(jī)起落架控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)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(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)減少了布線復(fù)雜性和重量，可靠性和實(shí)時(shí)性都能滿足飛機(jī)系統(tǒng)的需求，對(duì)于提高飛機(jī)起落架收放控制系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性具有重要的意義。