本發(fā)明屬于飛行控制領(lǐng)域，涉及到飛控系統(tǒng)專業(yè)。適用于大氣層內(nèi)的航空飛行器以及空間、臨近空間飛行器等與飛行控制相關(guān)的各類控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
飛控系統(tǒng)是整個(gè)飛行器的重要組成，用于感受機(jī)體運(yùn)動(dòng)，結(jié)合自動(dòng)或來自人工的期望值，解算并輸出控制指令，控制飛行器的氣動(dòng)舵面以及其他的交聯(lián)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)按照預(yù)期控制飛行器的目的。飛控系統(tǒng)是飛行器的“大腦”和“手腳”，同時(shí)也是保證飛行安全、實(shí)現(xiàn)任務(wù)目的的關(guān)鍵。隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用鄰域的不斷拓寬，特別是尖端控制鄰域其對(duì)飛控系統(tǒng)的要求越來越高，高可靠性、強(qiáng)實(shí)時(shí)性、開放性和模塊化是未來飛控系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，而作為飛控系統(tǒng)的核心，具有高可靠、強(qiáng)實(shí)時(shí)、開放式和模塊化的飛控系統(tǒng)體系架構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)上述發(fā)展趨勢(shì)的關(guān)鍵所在。從各軍事大國(guó)的無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展可以看出，無(wú)人機(jī)呈現(xiàn)出明顯的向多任務(wù)、長(zhǎng)航時(shí)、高機(jī)動(dòng)、高動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)，以逐步開始取代部分有人飛行器的任務(wù)和功能，這些發(fā)展特點(diǎn)都對(duì)無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)的綜合性能提出了嚴(yán)峻的要求，而傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)的飛控系統(tǒng)，受限于其應(yīng)用背景，往往不可避免的存在功能單一、實(shí)時(shí)性低、結(jié)構(gòu)繁雜、可靠性差等缺點(diǎn)，一般也不具備開放性和模塊化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：本發(fā)明的目的：針對(duì)傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)可靠性、實(shí)時(shí)性和開放性的不足，提出一種基于TTP/C總線的無(wú)人飛行器飛行控制系統(tǒng)體系架構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)方案：一種基于TTP/C總線的無(wú)人飛行器飛行控制系統(tǒng)體系架構(gòu)，包括飛控計(jì)算機(jī)、TTP/C總線和外部節(jié)點(diǎn)，其中：所述的飛控計(jì)算機(jī)包括三個(gè)獨(dú)立的、分布式的飛控計(jì)算余度，每個(gè)余度包含一套完整的CPU板、串口板、總線接口單元及電源模塊，每個(gè)余度內(nèi)部采用本地659總線作為板卡間的數(shù)據(jù)總線；三個(gè)余度之間采用橋接659總線，三個(gè)余度的CPU之間通過獨(dú)立的CCDL模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每個(gè)余度都通過各自的主TTP/C總線與其外部節(jié)點(diǎn)相連，同時(shí)每個(gè)余度還作為節(jié)點(diǎn)與其他兩個(gè)余度的主TTP/C總線相連。所述的CCDL模塊若故障，余度之間的橋接659總線同時(shí)兼作為CCDL模塊備份，發(fā)送CPU之間的CCDL數(shù)據(jù)。所述的TTP/C總線的數(shù)據(jù)包括外部節(jié)點(diǎn)發(fā)往主余度CPU的數(shù)據(jù)信息、以及主余度CPU發(fā)往外部節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，另外兩個(gè)余度的CPU可以監(jiān)聽該主余度CPU與外部節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信。所述的外部節(jié)點(diǎn)包括飛控系統(tǒng)內(nèi)部的三套非相似余度的衛(wèi)星/慣性組合器件，兩余度的大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)、兩余度高度表、兩個(gè)電氣雙余度的舵機(jī)控制器ACE、以及飛控系統(tǒng)外部的交聯(lián)系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：1、高可靠性本系統(tǒng)體系包括三余度的飛控計(jì)算機(jī)、四余度的本地659背板總線、四余度的橋接659背板總線、三套兩余度的TTP/C總線、以及多余度的衛(wèi)星/慣性組成傳感器(GPS/INS)、大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)(ADS)、高度表(RA)及舵機(jī)控制器(ACE)，整個(gè)系統(tǒng)具有很高的可靠性，能保證任意節(jié)點(diǎn)一次故障工作，兩次故障安全；2、強(qiáng)實(shí)時(shí)性TTP/C總線為基于時(shí)間觸發(fā)的串行數(shù)據(jù)總線，根據(jù)總線協(xié)議，按照數(shù)據(jù)幀格式規(guī)劃數(shù)據(jù)，配置5兆的總線帶寬，典型的飛控應(yīng)用數(shù)據(jù)周期可以在1毫秒一下，結(jié)合高帶寬64兆的本地659總線，系統(tǒng)延遲可以控制在15毫秒以內(nèi)，優(yōu)于傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)；3、開放式基于TTP/C總線的系統(tǒng)架構(gòu)，新加入的節(jié)點(diǎn)可以直接掛接在總線，通過修改總線接口單元的預(yù)置參數(shù)，就可以非常方便的按照不同的應(yīng)用需求配置飛行器的飛控系統(tǒng)，通過靈活掛接不同的模塊、節(jié)點(diǎn)，可以基于這套體系架構(gòu)，組成出各種系統(tǒng)配置；附圖說明：圖1基于TTP/C總線的飛控系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；圖2基于TTP/C總線的飛控計(jì)算機(jī)架構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式：基于TTP/C總線的無(wú)人飛行器飛行控制系統(tǒng)體系架構(gòu)，包括飛控計(jì)算機(jī)、TTP/C總線和外部節(jié)點(diǎn)，其中：所述的飛控計(jì)算機(jī)包括三個(gè)獨(dú)立的、分布式的飛控計(jì)算余度，每個(gè)余度包含一套完整的CPU板、串口板、總線接口單元及電源模塊，每個(gè)余度內(nèi)部采用本地659總線作為板卡間的數(shù)據(jù)總線；三個(gè)余度之間采用橋接659總線，三個(gè)余度的CPU之間通過獨(dú)立的CCDL模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每個(gè)余度都通過各自的主TTP/C總線與其外部節(jié)點(diǎn)相連，同時(shí)每個(gè)余度還作為節(jié)點(diǎn)與其他兩個(gè)余度的主TTP/C總線相連。以下以一個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。三個(gè)余度之間包括橋接659總線和獨(dú)立CCDL模塊，其中橋接659總線實(shí)現(xiàn)了余度之間的板卡高速高帶寬數(shù)據(jù)通訊；CCDL模塊實(shí)現(xiàn)了三個(gè)CPU之間的數(shù)據(jù)高速共享；另外，若CCDL模塊故障，余度之間的橋接659總線同時(shí)可以兼作為CCDL模塊備份，發(fā)送CPU之間的CCDL數(shù)據(jù)。每一套余度作為收發(fā)節(jié)點(diǎn)與其中一路外部TTP/C總線接口相連，同時(shí)該余度作為監(jiān)聽節(jié)點(diǎn)(不向總線上發(fā)送數(shù)據(jù))分別與其余兩路外部TTP/C總線相連，即：CPU_A作為收發(fā)節(jié)點(diǎn)掛在BUS_A總線上，同時(shí)作為監(jiān)聽節(jié)點(diǎn)分別掛在BUS_B、BUS_C上；CPU_B作為收發(fā)節(jié)點(diǎn)掛在BUS_B總線上，同時(shí)作為監(jiān)聽節(jié)點(diǎn)分別掛在BUS_A、BUS_C上；CPU_C作為收發(fā)節(jié)點(diǎn)掛在BUS_C總線上，同時(shí)作為監(jiān)聽節(jié)點(diǎn)分別掛在BUS_A、BUS_B上。如圖1所示，衛(wèi)星/慣性傳感器#1(GPS/INS#1)敏感到機(jī)體運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)(如角速率信號(hào))，在預(yù)定的時(shí)刻，將數(shù)據(jù)通過BUS_A總線廣播發(fā)送，三個(gè)余度的CPU，即CPU_A、CPU_B和CPU_C同時(shí)收到該節(jié)點(diǎn)廣播的數(shù)據(jù)；某一時(shí)刻，CPU_A可以在分別接收到來自TTP/C總線的GPS/INS#1、GPS/INS#2和GPS/INS#3的數(shù)據(jù)；另外，由于每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)同時(shí)具有獨(dú)立的串口與飛控計(jì)算機(jī)相連，如圖1所示，GPS/INS#1，該串口數(shù)據(jù)通過橋接659總線和本地659總線，分別到達(dá)三個(gè)余度的FMC的串口板(SIO)；來自三個(gè)余度的總線板的數(shù)據(jù)和串口板的數(shù)據(jù)經(jīng)過橋接659交換數(shù)據(jù)以后，任意一個(gè)余度可以得到如下數(shù)據(jù)，以CPU_A接收到的GPS/INS#1數(shù)據(jù)為例：1.來自BUS_A(本余度)的TTP/C總線的GPS/INS#1數(shù)據(jù)；2.來自BUS_B(X余度)的TTP/C總線的GPS/INS#1數(shù)據(jù)；3.來自BUS_C(Y余度)的TTP/C總線的GPS/INS#1數(shù)據(jù)；4.來自BUS_B(X余度)的通過橋接659的TTP/C總線的GPS/INS#1數(shù)據(jù)；5.來自BUS_C(Y余度)的通過橋接659的TTP/C總線的GPS/INS#1數(shù)據(jù)；6.來自本余度串口板的總線的GPS/INS#1數(shù)據(jù)；7.來自X余度總線的通過橋接659的串口的GPS/INS#1數(shù)據(jù)；8.來自Y余度總線的通過橋接659的串口的GPS/INS#1數(shù)據(jù)；可以看到，本發(fā)明提出的架構(gòu)，用較小的配置開銷，明顯提高了數(shù)據(jù)的冗余，任意節(jié)點(diǎn)或環(huán)節(jié)一次故障都不影響數(shù)據(jù)的接收。對(duì)于其中一個(gè)余度CPU而言，以CPU_A為例，在一個(gè)計(jì)算周期內(nèi)(如20毫秒)，可以將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行多個(gè)余度的表決監(jiān)控，輸入給控制律，經(jīng)過解算，得到舵面的控制指令；三個(gè)余度的CPU通過CCDL交換數(shù)據(jù)，綜合得到一個(gè)統(tǒng)一的輸出控制指令，等到本節(jié)點(diǎn)(如CPU_A)在TTP/C總線(如BUS_A)上的時(shí)間窗口到來時(shí)，將數(shù)據(jù)通過(如BUS_A)總線廣播。舵機(jī)控制器(ACE)收到三個(gè)余度CPU的、分別來自三條TTP/C總線的舵機(jī)控制指令后，綜合計(jì)算得到最后的舵機(jī)偏度指令和其他控制指令，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)作動(dòng)器。同時(shí)ACE將自身的狀態(tài)信息組包同樣利用三路TTP/C總線網(wǎng)絡(luò)反饋給三個(gè)余度的CPU。至此，利用本發(fā)明提出的飛控體系架構(gòu)完成了一輪控制周期的數(shù)據(jù)流交換。